DE69724754T2

DE69724754T2 - Ladungsverringernde Schicht, Bilderzeugungsgerät und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69724754T2
Application number: DE69724754T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ohta-ku Kuroda; Hiroshi Ohta-ku Takagi; Yoichi Ohta-ku Osato; Noriaki Ohta-ku Ohguri; Yoshimasa Ohta-ku Okamura; Takao Ohta-ku Kusaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2017-12-30
Also published as: DE69724754D1; KR100394530B1; EP0851459A2; CN1127750C; CN1197282A; JPH10340793A; EP0851459B1; JP3302313B2; EP0851459A3; US6342754B1; KR19980064752A

Description

ALLGERMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine ladungsvermindernde Schicht, die verwendet wird in einem Behälter, der elektronenemittierende Einrichtungen umschließt, und auf ein Bilderzeugungsgerät mit elektronenemittierenden Einrichtungen, einem Bilderzeugungsglied und mit Abstandshaltern. Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren eines solchen Bilderzeugungsgerätes.
Zum Stand der Technik
Flache Feldanzeigen ziehen die Aufmerksamkeit auf sich, da sie Raum sparen und leichtgewichtig sind und von daher zu erwarten ist, daß sie die Kathodenstrahlröhrenanzeigen ersetzen. Aktuell verfügbare Flachfeldanzeigen enthalten die Flüssigkristallanzeige, den Plasmaemissionstyp und die Art, die Mehrfachelektronenquellen verwenden. Anzeigen der Plasmaemissionsart und der Mehrfachelektronenquellenart stellen einen großen Sehwinkel bereit und können hochqualitative Bilder anzeigen, verglichen mit jenen, die Kathodenstrahlröhren darstellen können.
15 der beiliegenden Zeichnung zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Anzeigegerätes mit einer großen Anzahl kleiner Elektronenquellen. Insbesondere enthalten sind Elektronenquellen 51, die auf einer Glasrückplatte 52 gebildet sind, eine Glasvorderplatte 54, auf der Fluoreszenzglieder 55 angeordnet sind, und einen Stützrahmen 53, der luftdicht mit der Außenperipherie der Rück- und Vorderplatte gebonded ist, um diese zu stützen und eine Hülle für die Anzeige bereitzustellen, die einen Vakuumzustand im Innenraum sichert. Die Elektronenquellen enthalten typischerweise viele elektronenemittierende Einrichtungen der Kaltkathodenart, wie elektronenemittierende Einrichtung der Feldemissionsart mit einer konischen oder nadelförmigen Spitze, die eingerichtet ist zur Feldemission von Elektronen oder elektronenemittierende Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, weil diese Einrichtungen in hoher Dichte innerhalb einer beschränkten Oberfläche untergebracht werden können. Wenn die Anzeige einen großen Bildschirm hat, muß jedoch die Rückplatte und die Vorderplatte sehr dick ausgeführt werden, um sie widerstandsfähig zu machen gegen die Druckdifferenz zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Innenvakuum der Hülle. Eine derartige Anzeige ist sehr schwer und kann gleichzeitig verzerrte Bilder zeigen, wenn man schräg relativ zum Bildschirm sieht. Vorgeschlagen wurden verschiedene Stützstrukturen, die als Abstandshalter oder Rippen bezeichnet werden und die ausgelegt sind zwischen der rückwärtigen Platte und der vorderseitigen Platte angeordnet zu werden, um die Glasplatten der Anzeige der Druckdifferenz von außen und innen zu widerstehen, wenn sie relativ dünn sind. Die rückwärtige Platte, auf der Elektronenquellen angeordnet sind, und die Vorderplatte, die die Fluoreszenzglieder trägt, sind typischerweise beabstandet zwischen weniger als einem Millimeter und mehreren Millimetern, und das Innere der Hülle wird auf einem erhöhten Vakuumgrad gehalten.
Dann wird eine Spannung in der Höhe von Hunderten Volt angelegt an die Elektronenquellen und die Fluoreszenzglieder mittels einer Anode (Metallrücken), nicht dargestellt, um die Elektronen zu beschleunigen, die die Elektronenquellen emittieren. Mit anderen Worten, ein stärkeres elektrisches Feld als 1 kV/mm beaufschlagt die Fluoreszenzglieder und die Elektronenquellen, so daß bei Verwendung von Abstandshaltern diese Anlaß geben können, einen Teil elektrisch zu entladen. Darüber hinaus können die Abstandshalter elektrisch aufgeladen werden, da Elektronen, die die Elektronenquellen emittieren, sich nahe daran befinden und ionisierte Kathoden auftreffen durch emittierte Elektronen, die dort teilweise haften bleiben. Elektrisch geladene Abstandshalter leiten die Bahnen nahegelegener Elektronen ab, die die Elektronenquellen emittieren, um diese ihr jeweiliges Target der Fluoreszenzglieder verfehlen zu lassen, so daß der Betrachter ein verzerrtes Bild auf dem Bildschirm hinter der Frontglasplatte sieht.
Vorgeschlagen wurden Techniken zur Beseitigung elektrischer Aufladungen der Abstandshalter, indem man einen schwachen elektrischen Strom durch diese fließen läßt (japanische offengelegte Patentanmeldungen mit den Nummern 57-118355 und 61-124031). Gemäß einer derartigen bekannten Technik wird ein Dünnfilm hohen Widerstands auf der Oberfläche eines jeden Isolierabstandshalters gebildet, so daß ein schwacher elektrischer Strom die Oberfläche entlang fließen kann. Ein derartiger ladungsreduzierender Dünnfilm besteht typischerweise aus Zinnoxyd, einer kristallinen Mischung von Zinnoxyd und Indiumoxyd oder Metall.
Eine Zinnoxyddünnschicht ist hochempfindlich gegenüber gasförmigen Substanzen, wie Sauerstoff, und wird daher oft als Gassensor verwendet. Mit anderen Worten, der elektrische Widerstand kann geändert werden, wenn er der Atmosphäre ausgesetzt ist. Eine Dünnschicht aus einem beliebigen der oben aufgelisteten Materialien zeigt darüber hinaus einen geringen spezifischen Widerstand, und folglich kann eine ladungsreduzierende Schicht gebildet werden mit Inseln oder kann extrem dünn sein, um den elektrisch hohen Widerstand zu realisieren.
Kurz gesagt, bekannte Techniken zum Bilden einer Schicht elektrisch hohen Widerstands sind begleitet mit Nachteilen, die die schlechte Reproduzierbarkeit und Fluktuationen im Widerstand des Dünnfilms enthalten, die insbesondere in einigen Herstellschritten einer Anzeige auftreten, die die Verwendung von Wärme, wie den Schritt des Versiegelns des Gefäßes mittels Fritteglas umfassen und das Tempern der Anzeige (oder das Erwärmen der Anzeige während des Evakuierens vom Innenraum des Gefäßes der Anzeige).
Die internationale Patentanmeldung WO-A-9418694 offenbart ein Bilderzeugungsgerät, das einen Abstandshalter zum Bereitstellen einer Innenstütze enthält. Die Wände des Abstandshalters sind beschichtet mit einer leitfähigen Schicht, die selbst bedeckt ist mit einer zweiten Beschichtung und die möglicherweise ein Oxyd enthält.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Hinsicht auf die zuvor angesprochenen Probleme ist es eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ladungsreduzierende Schicht bereitzustellen, die geeignet ist, die elektrische Ladung eines Behälters zu verringern, der die elektronenemittierenden Einrichtungen aufnimmt. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermisch stabile ladungsreduzierende Schicht zu schaffen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen ist eine ladungsverringernde Schicht, mit:
einer ersten Schicht, die sowohl Übergangsmaterial oder Nitrid als auch Nitrid eines Elements enthält, das ausgewählt ist zwischen Aluminium, Silizium oder Bor; und
einer zweiten Schicht eines Oxids, das sich auf einer Oberfläche der ersten Schicht befindet.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung vorgesehen ist ein Abstandshalter zur Verwendung in einem Bilderzeugungsgerät, das über ein Substrat verfügt, das eine ladungsverringernde Schicht gemäß einem der vorstehenden Ansprüche trägt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen ist ein Bilderzeugungsgerät mit Elektronenemissionseinrichtungen, einem Bilderzeugungsglied und Abstandshaltern, die in einem Gefäß untergebracht sind, wobei jeder der Abstandshalter einer gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9 ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen ist ein Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes, das über elektronenemittierende Einrichtungen, ein Bilderzeugungsglied und Abstandshalter verfügt, mit den Verfahrensschritten des Aufbereitens von Abstandshaltern durch Beschichten von Substraten mit einer ladungsverringernden Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und des Anordnens der Abstandshalter, der elektronenemittierenden Einrichtungen und einem Bilderzeugungsglied in einem Gefäß und danach des hermetischen Versiegelns vom Gefäß.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Bilderzeugungsgerätes, die einen Abstandshalter in der Nähe zeigt;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Bilderzeugungsgerätes, die das Innere durch Wegschneiden eines Teiles des Anzeigefeldes zeigt;
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Abstandshalters nach der Erfindung;
4A und 4B sind Aufsichten zweier alternativer Anordnungen von Fluoreszenzgliedern auf der Vorderplatte des Anzeigefeldes eines Bilderzeugungsgerätes;
5A und 5B sind eine Aufsicht und eine Querschnittsansicht des Substrates einer Mehrfachelektronenstrahlquelle eines Bilderzeugungsgerätes;
6A, 6B, 6C und 6D und 6E sind schematische Querschnittsansichten einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ, die zu verwenden ist in einem Bilderzeugungsgerät und unterschiedliche Herstellungsschritte zeigt;
7 ist ein Graph, der eine Impulsspannung zeigt, die die Elektronenstrahlquelle beaufschlagen kann, die für das Bilderzeugungsgerät hergestellt ist;
8A und 8B sind Graphen, die zwei alternative Wellenformen einer Impulsspannung zeigen, die verwendet werden können für einen Erregungsaktivierungsprozeß;
9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ, die im Bilderzeugungsgerät zu verwenden ist;
10 ist ein Graph, der die Spannung-Strom-Kennlinie einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit zeigt;
11 zeigt eine einfache Matrixverdrahtungsanordnung;
12 ist eine schematische Querschnittsansicht einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom flachen Typ, die zu verwenden ist mit einer einfachen Matrixverdrahtungsanordnung;
13 ist ein Graph, der die Zusammensetzungsabhängigkeit (M: Übergangsmetall/Al) des spezifischen Widerstands einer Aluminiumübergangsmetallnitridschicht zeigt, die verwendet werden kann zum Zwecke der Erfindung;
14 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Aufsprühsystems;
15 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Anzeigegerätes mit einer großen Anzahl kleiner Elektronenquellen;
16A und 16B sind schematische perspektivische Ansichten zweier alternativer Arten von Abstandshaltern;
17 ist ein Graph, der die Änderung des Widerstands eines Abstandshalters zeigt, beobachtet während des Prozesses der Herstellung einer Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und einem vergleichenden Beispiel, wie es danach beschrieben wird;
18 ist ein Graph, der die Widerstandsänderung eines Abstandshalters zeigt, betrachtet während des Prozesses der Herstellung einer Anzeige gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das später zu beschreiben ist; und
19 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Bilderzeugungsgerätes mit elektronenemittierenden Einrichtungen, die einen Abstandshalter in ihrer Nähe haben.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Während eine ladungsverringernde Schicht nach der Erfindung nachstehend in Hinsicht auf Anwendungen beschrieben ist, wobei Abstandshalter verwendet werden, die für das Bilderzeugungsgerät gedacht sind, mit elektronenemittierenden Einrichtungen, kann ein derartiger Film auch verwendet werden auf der Oberfläche gewisser Gegenstände, die im Gefäß eines Gerätes und/oder in der Innenfläche des Gefäßes enthalten sind, das in sich elektronenemittierende Einrichtungen wie im Falle eines Bilderzeugungsgerätes trägt, um die nachteilige ladungsinduzierende Wirkung emittierender Elektronen zu reduzieren und auch Fluktuationen bei der Leistungsfähigkeit der ladungsreduzierenden Schicht selbst aufgrund der Herstellungsschritte eines solchen Gerätes, das den Einsatz von Wärme umfaßt, wie früher schon beschrieben.
Eine ladungsreduzierende Schicht ist eine elektrischleitende Schicht, und wenn diese verwendet wird zum Beschichten eines Isoliersubstrats, kann die elektrische Ladung beseitigt werden, die auf der Oberfläche des isolierenden Substrats akkumuliert ist. Im allgemeinen ist es vorzuziehen, daß der Oberflächenwiderstand (Flächenwiderstand Rs) einer ladungsreduzierenden Schicht 10¹² Ω nicht überschreitet. Genauer gesagt, der Oberflächenwiderstand einer ladungsreduzierenden Schicht ist geringer als 10¹¹ Ω, um eine befriedigende ladungsreduzierende Wirkung bereitzustellen. Mit anderen Worten, je geringer der Widerstand, um so größer die ladungsverringernde Wirkung.
Wird eine ladungsverringernde Schicht auf den Abstandshaltern eines Anzeigegerätes verwendet, dann ist ein gewünschter zulässiger Bereich festgelegt für den Oberflächenwiderstand Rs der Abstandshalter vom Gesichtspunkt der Ladungsreduzierung und des Stromsparens. Genauer gesagt, die untere Grenze des Flächenwiderstands ist festgelegt aus dem Gesichtspunkts des Stromsparens. Je geringer der Widerstand ist, um so schneller werden die auf dem Abstandshalter akkumulierten Ladungen eliminiert, aber um so größer ist der Stromverbrauch durch den Abstandshalter. Eine Halbleiterschicht wird vorzugsweise für Abstandshalter verwendet verglichen mit einer Metallschicht, die einen niedrigen spezifischen Widerstand hat, weil wenn eine Metallschicht mit geringem Widerstand verwendet wird als ladungsreduzierende Schicht, wird diese sehr dünn, um den gewünschten Oberflächenwiderstand Rs zu erzielen. Allgemein gesagt, ein Dünnfilm mit einer Stärke von weniger als 10 mm erzeugt Inseln und macht den elektrischen Widerstand des Films instabil und die Schicht schlecht reproduzierbar, und zwar abhängig von der Oberflächenenergie der Dünnschicht, dem Kontakt zwischen dem Dünnfilm und dem Substrat und der Temperatur des Substrats.
Eine vorzuziehende Wahl ist folglich ein Halbleitermaterial mit einem spezifischen Widerstand, der höher ist als irgendein elektrischleitendes Metall, aber geringer ist als irgendein isolierendes Material. Meistens hat jedoch ein derartiges Material einen negativen Temperaturkoeffizienten beim Widerstand. Eine ladungsreduzierende Schicht aus einem Material mit negativen Temperaturkoeffizienten vom Widerstand verliert allmählich seinen Widerstand, um einem großen elektrischen Strom zu gestatten, hindurch zu fließen, wenn er auf einem Abstandshalter angeordnet ist, da die Temperatur aufgrund des Stromverbrauchs auf der Abstandshalteroberfläche ansteigt, bis ein thermisches Weglaufen auftritt als Ergebnis des Erzeugens einer großen Wärmemenge, und es findet ein unkontrollierbarer Temperaturanstieg statt. Ein derartiges thermisches Weglaufen kann kaum auftreten, wenn die Wärmeerzeugung oder der Stromverbrauch und die Wärmeabfuhr gut ausgeglichen sind. Ein thermisches Weglaufen kann nicht leicht auftreten, wenn der Absolutwert des Temperaturkoeffizienten vom Widerstand (TCR) des Materials von der ladungsreduzierenden Schicht darüber hinaus gering ist.
Man hat herausgefunden als Ergebnis einer Serie von Experimenten, daß der elektrische Stromfluß durch einen Abstandshalter stetig ansteigt, um Anlaß zu einem thermischen Weglaufen zu geben, wenn der Stromverbrauch pro Quadratzentimeter über 0,1 W kommt, wenn der Abstandshalter mit einer ladungsreduzierenden Schicht beschichtet ist, die eine TCR von –1% hat. Während das Auftreten eines derartigen thermischen Weglaufens abhängt vom Profil des Abstandshalters, der Spannung Va, die am Abstandshalter liegt, und dem Temperaturkoeffizienten vom Widerstand der ladungsreduzierenden Schicht, überschreitet der Wert von Rs, mit dem die Stromversorgungsrate pro Quadratzentimeter 0,1 W nicht überschreitet, nicht geringer sein als 10 × Va²/h² Ω in Hinsicht auf die obigen Erfordernisse, wobei h (cm) der Abstand zwischen den Gliedern ist, die von den Abstandshaltern getrennt gehalten werden, die die Vorderplatte und die Rückplatte im Falle des Anzeigegerätes sind.
Der Flächenwiderstand Rs der ladungsreduzierenden Schicht, die auf einem Abstandshalter aufgetragen ist, liegt somit vorzugsweise zwischen 10 × Va² Ω und 10¹¹ Ω in Hinsicht auf die Tatsache, daß h typischerweise nicht größer als 1 cm im Falle eines Bilderzeugungsgerätes ist, das eine Flachfeldanzeige sein kann.
Die ladungsreduzierende Schicht, die auf einem Isoliersubstrat gebildet ist, wie zuvor beschrieben, hat vorzugsweise eine Dicke von nicht weniger als 10 nm. Wenn der Film eine Dicke hat, die 1 μm überschreitet, zeigt die Schicht eine große Beanspruchung und kann sich vom Substrat leicht lösen. Eine derartige Dickschicht stellt darüber hinaus eine schlechte Produktivität dar wegen des Erfordernisses einer Langlebigkeit. Die Schichtdicke liegt vorzugsweise zwischen 10 nm und 1 μm, noch besser zwischen 20 und 500 nm.
Der spezifische Widerstand
einer ladungsreduzierenden Schicht, die das Produkt vom Flächenwiderstand Rs und der Schichtdicke t ist, liegt vorzugsweise zwischen 10^–7 × Va² Ωm und 10⁵ Ωm in Hinsicht auf die oben zitierten Werte für Rs und t zum Zwecke dieser Erfindung. Besonders vorzuziehen ist ein ρ zwischen (2 × 10^–7) × Va² Ωm und 5 × 10⁴ Ωm zum Realisieren der zitierten Vorzugswerte für den Flächenwiderstand und die Schichtdicke.
Die Beschleunigungsspannung Va zum Beschleunigen von Elektronen in einem Anzeigegerät, bei dem die Erfindung Anwendung findet, ist nicht niedriger als 100 V. Eine Hochspannung von 1 kV oder mehr wird benötigt, um eine hinreichende Helligkeit zu schaffen, wenn eine Flachfeldanzeige Fluoreszenzglieder enthält, die eingerichtet sind für Hochgeschwindigkeitselektronen, und die diese Eigenschaft mit den Kathodenstrahlröhren gemeinsam haben.
Unter der Bedingung Va = 1 kV ist der bevorzugte Bereich des spezifischen Widerstands einer ladungsreduzierenden Schicht zwischen 0,1 Ωm und 10⁵ Ωm.
Als Ergebnis intensiver Forschungsbemühungen beim Herausfinden von Materialien, die geeignet sind zur Verwendung in einer ladungsreduzierenden Schicht nach der Erfindung, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß eine ladungsverringernde Schicht exzellent arbeitet, wenn sie aus einer Stickstoffverbindung besteht, die ein Übergangsmetall und Aluminium enthält, eine Stickstoffverbindung, die ein Übergangsmetall und Silizium oder eine Stickstoffverbindung eines Übergangsmetalls und Bor enthält. Das Übergangsmetall, das zum Zwecke der Erfindung zu verwenden ist, wird ausgewählt aus Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W. Alternativ können zwei oder mehr als zwei Übergangsmetalle kombiniert verwendet werden. Ein Übergangsmetall aus Nitrid ist ein hervorragender Elektrizitätsleiter, wohingegen Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (Si₃N₄) und Bornitrid (BN) sind Isolatoren. Der spezifische Widerstand einer ladungsreduzierenden Schicht aus einem beliebigen der oben aufgelisteten Stickstoffverbindungen zum Zwecke der Erfindung kann eingerichtet sein für einen passenden wert zwischen dem spezifischen Widerstand eines Leiters und demjenigen eines Isolators durch Steuern des Gehalts an Übergangsmetall. Mit anderen Worten, ein gewünschter Wert läßt sich realisieren für den spezifischen Widerstand einer ladungsreduzierenden Schicht für Abstandshalter durch Auswahl eines passenden Wertes für den Übergangsmetallgehalt der Schicht.
Eine Stickstoffverbindung, die Aluminium und Cr, Ti oder Ta enthält, ändert ihren spezifischen Widerstand als Funktion ihres Metallgehaltsverhältnisses (Übergangsmetall M/Aluminium Al), wie in 13 gezeigt. Das Verhältnis des Übergangsmetallgehalts bezüglich des Aluminiumgehalts, der einen gewünschten Widerstand schaffen kann zwischen 5 und 18 at%, wenn das Übergangsmetall Cr ist, zwischen 24 und 40 at%, wenn das Übergangsmetall Ti ist, und zwischen 36 und 50 at%, wenn das Übergangsmetall Ta ist. Das Verhältnis wird zwischen 3 und 18 at% liegen, wenn das Übergangsmetall Mo (Mo/Al) ist, und zwischen 3 und 20 at% beträgt, wenn das Übergangsmetall W (W/Al) ist.
Wenn andererseits eine Stickstoffverbindung Silizium und ein Übergangsmetall enthält, wird das Verhältnis vom Übergangsmetallgehalt bezüglich des Siliziumgehalts zwischen 7 und 40 at% liegen, wenn das Übergangsmetall Cr ist, zwischen 36 und 80 at%, wenn das Übergangsmetall Ta ist, und zwischen 28 und 67 at%, wenn das Übergangsmetall Ti ist. Im Falle einer Stickstoffverbindung, die Bor und ein Übergangsmetall enthält, wird das Verhältnis des Übergangsmetallgehalts bezüglich des Borgehalts zwischen 20 und 60 at% sein, wenn das Übergangsmetall Cr ist, zwischen 40 und 120 at%, wenn das Übergangsmetall Ta ist, und zwischen 30 und 80 at%, wenn das Übergangsmetall Ti ist.
Ebenfalls herausgefunden wurde, daß eine ladungsreduzierende Schicht aus einer Stickstoffverbindung besteht, die ein Übergangsmetall und Aluminium enthält, ist Silizium oder Bor eine gute Wahl zur Herstellung eines Bilderzeugungsgerätes, weil damit der elektrische Widerstand sich nur sehr wenig ändert und stabil arbeitet, wie nachstehend zu beschreiben ist. Eine derartige Substanz ist weniger anfällig gegenüber thermischen Weglaufens, weil der Absolutwert des Temperaturkoeffizienten vom Widerstand nicht größer als 1% ist, obwohl der Koeffizient einen negativen Wert zeigt. Eine derartige Stickstoffverbindung zeigt eine geringe Rate der Sekundärelektronenemission, und ist von daher nicht verantwortlich für eine elektrische Aufladung, wenn die Bestrahlung mit Elektronen erfolgt, so daß sie in geeigneter Weise verwendet werden kann für ein Anzeigegerät, das Elektronenstrahlen verwendet.
Eine Stickstoffverbindung, die ein Übergangsmetall und Aluminium enthält, Silizium oder Bor, das verwendet werden kann für eine ladungsreduzierende Schicht zum Zwecke der Erfindung, läßt sich bilden auf einem Isoliersubstrat mittels einer geeigneten Dünnschichterzeugungstechnik, die ausgewählt wird aus Sprühen, reaktives Sprühen, Elektronenstrahlaufdampfung, Ionenbeschichtung, ionengestütztes Aufdampfen und CVD. Wenn Aufsprühen Verwendung findet, wird ein Zielgegenstand aus Aluminium, Silizium oder Bor und ein Übergangsmetall aufgesprüht in einer gasförmigen Atmosphäre, die entweder Stickstoff oder Ammonium enthält, um die aufgesprühten Metallatome zu nitrieren, wodurch eine Stickstoffverbindung erzeugt wird, die das Übergangsmetall und Aluminium, Silizium oder Bor enthält. Eine Legierung dieses Übergangsmetalls und Aluminium, Silizium oder Bor, deren Gehalte geregelt werden, können alternativ für das Target verwendet werden. Während die Stickstoffverbindungsschicht variieren kann abhängig von den Bedingungen des Aufsprühens einschließlich Gasdruck, dem Stickstoffpartialdruck und der Schichterzeugungsgeschwindigkeit, einem Film, der Stickstoff zu einem erhöhten Grad enthält und zum Zwecke der Erfindung stabil arbeitet.
Während der elektrische Widerstand von Nitrid abhängig von der Stickstoffkonzentration der Nitridschicht variieren kann und den Fehlern in der Schicht, ist die elektrische Leitfähigkeit solchen Fehlern zuzuschreiben, die absinken, wenn sie im Verlauf der Herstellschritte eliminiert werden, wobei eine Wärmebehandlung eingeschlossen ist. Ein Film, der hinreichend nitriert ist und nicht mit Fehlern behaftet ist, wird folglich stabil zum Zwecke der Erfindung arbeiten. Eine ladungsreduzierende Schicht, die für Abstandshalter gemäß der Erfindung zu verwenden ist, ist stabil, weil sie aus Nitrid vom Aluminium besteht, vom Silizium oder vom Bor, und die elektrische Leitfähigkeit wird vom Übergangsmetallelement bereitgestellt, das darin enthalten ist. Vorzugsweise sind mehr als 60 at% vom Aluminium, Silizium oder Bor in der Stickstoffverbindung enthalten, die zum Zwecke der Erfindung zu verwenden ist, in der Form eines Nitrids. Genauer gesagt, mehr als 65% der Siliziumatome sind vorzugsweise in der Form von Siliziumnitrid enthalten, wenn Silizium verwendet wird, wohingegen mehr als 70% der Aluminium- oder Boratome vorzugsweise in der Form von Aluminium oder Bornitrid enthalten sind, wenn Aluminium oder Bor zur Anwendung kommt.
Zum Zwecke der Erfindung wird vorzugsweise ein Bilderzeugungsgerät in einer Atmosphäre hergestellt, bei der die Stickstoffverbindungsschicht auf der Oberfläche der Abstandshalter nicht oxidiert, obwohl der Film Wärme und einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt ist im Verlauf der Herstellung des Gerätes, wie beim hermetischen Versiegelungsschritt. Angemerkt sei, daß ein stickstoffenthaltendes Nitrid ein geringeres stoichiometrisches Verhältnis besitzt, das geeignet ist zum Oxidieren, und daß die zu verwendende Stickstoffverbindungsschicht zum Zwecke der Erfindung polykristallin ist, wird ein Film mit einer besseren Kristallausrichtung weniger zum Oxidieren neigen. S. E. E. zielt ab auf einen Abstandshalter, der die elektrische Ladung des Abstandshalters beeinflußt und hauptsächlich gesteuert wird von dem Material, das die Oberfläche des Abstandshalters bedeckt mit Zehnen mehrerer Nanometer. Somit ist ein Abstandshalter, dessen Oberfläche im Verlauf der Herstellung des Bilderzeugungsgerätes oxidiert, zeigt eine schlechte ladungsreduzierende Wirkung, weil die Rate der Sekundärelektronenemission vom Abstandshalter als Ergebnis der Oxidation erhöht ist. Ein Nitrid, das weniger dazu neigt, eine Oxidschicht zu bilden, und von daher einen befriedigenden Grad an Nitrierung zeigt oder einen hervorragenden Umfang an Kristallausrichtung, wird folglich vorzugsweise für Abstandshalter zum Zwecke der Erfindung verwendet.
Der Stickstoffgehalt (Nitriergrad) eines Nitrids kann unter gewissen Bedingungen erhöht werden, die man auswählt zum Bestrahlen der Oberfläche einer Dünnschicht mit hochenergetischen Stickstoffionen, typischerweise durch Anlegen einer negativen Vorspannung an das Substrat. Die Kristallausrichtung wird gleichermaßen unter derartigen Bedingungen verbessert, so daß eine Dünnschicht mit erhöhtem Stickstoffgehalt eine verbesserte ladungsverringernde Wirkung zeigt. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Nitrierungsgrad ausgedrückt in Form des Verhältnisses der Konzentration von Aluminium-, Silizium- oder Boratomen zu denjenigen der nitrierten Atome des Elements, welches Verhältnis bestimmt wird mittels eines XPS (photoelektrisches Röntgenstrahlspektrometer). Die XPS-Analyse der Stickstoffschicht nach Beseitigen der Oberflächenschicht durch Ar-Ionenaufsprühen hat gezeigt, daß das Übergangsmetall als ein Metall eines Nitrids in Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid oder Bornitrid vorhanden ist.
Eine ladungsverringernde Schicht nach der Erfindung arbeitet befriedigend, wenn die Oberfläche der Nitridschicht oxidiert ist, vorausgesetzt daß die oxidierte Oberflächenschicht Sekundärelektronen nur mit geringer Rate emittiert oder die Filmoberfläche bedeckt ist mit einem Material, das eine geringe Rate an Sekundärelektronenemission zeigt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung suchten ursprünglich nach der Möglichkeit der Verwendung des Oxids eines sekundärelektronenemittierenden Materials, wie beispielsweise Chromoxid, und fanden heraus, daß eine ladungsverringernde Schicht mit einer Stickstoffverbindung, die ein Übergangsmetall und Aluminium, Silizium oder Bor enthält als Unterlageschicht und eine Schicht, wie ein Oxid, das darauf angeordnet ist und hervorragend zur elektrischen Ladungsverringerung arbeitet. In einem bevorzugten Modus enthält eine ladungsverringernde Schicht nach der Erfindung somit ein Isoliersubstrat 10a, eine Stickstoffverbindungsschicht 10c, die ein Übergangsmetall und Aluminium enthält, Silizium oder Bor und einen Oxidfilm 10d, wie er in 3 gezeigt ist.
Mit anderen Worten, die Erfinder der vorliegenden Erfindung waren erfolgreich beim Herstellen einer ladungsreduzierenden Schicht, die für Abstandshalter mit einer Schicht aus einer Stickstoffverbindung zu verwenden ist, die ein Übergangsmaterial und Aluminium, Silizium oder Bor enthält als Unterlageschicht und eine Schicht eines Oxids, die sich darauf befindet. Eine derartige ladungsverringernde Schicht läßt sich leicht steuern für den spezifischen Widerstand, und sie ändert ihren elektrischen Widerstand im Verlauf der Herstellschritte nicht, die den Wärmeeinsatz umfassen sowie den Schritt des Versiegelns des Gefäßes mittels Fritteglas, der in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird.
Wenn eine ladungsverringernde Schicht nach der Erfindung lediglich aus einer Stickstoffverbindung besteht, wie zuvor beschrieben, und das Gefäß hermetisch mittels Fritteglas versiegelt wird, wird die Schicht vorzugsweise in einer oxidierenden Atmosphäre beim Versiegelungsschritt erwärmt und dann auf eine höhere Temperatur in einer nicht oxidierenden Atmosphäre gebracht. Diese Versiegelungsoperation in einer nicht oxidierenden Atmosphäre ist erforderlich zur Verhinderung (oder Verringerung) der Oxidation der Oberfläche der Stickstoffverbindungsschicht. Während andererseits der Versiegelungsschritt unter Verwendung von Fritteglas auszuführen ist in einer oxidierenden Atmosphäre, um das Bindemittel herauszutreiben, kann dieser Versiegelungsschritt in herkömmlicher Weise einfach ausgeführt werden, wenn eine Oxidfilmschicht auf einem Film einer Stickstoffverbindung für Abstandshalter gebildet ist, weswegen die Verwendung einer nicht oxidierenden Atmosphäre nicht erforderlich ist.
Oxide, die vorzugsweise für die ladungsverringernde Schicht zum Zwecke der Erfindung zu verwenden sind, enthalten Chromoxid, Kupferoxid und Nickeloxid, da diese Oxide von Übergangsmetall eine geringe Rate an Sekundärelektronenemission zeigen, obwohl ein Film mit Sauerstoffverbindung, der ein Übergangsmetall und Aluminium, Silizium oder Bor enthält, ebenfalls effektiv anwendbar ist. Eine derartige Sauerstoffverbindungsschicht kann gewonnen werden durch Oxidieren einer Stickstoffverbindungsschicht, wie zuvor beschrieben. Während die Oxidation einer Stickstoffverbindungsschicht typischerweise durchgeführt wird in einer oxidierenden Atmosphäre, kann die Stickstoffverbindung alternativ erwärmt werden in einer Atmosphäre zum Erzeugen eines Oxidfilms vor Herstellen des Bilderzeugungsgerätes unter Verwendung von Abstandshaltern, die mit einem derartigen Oxidfilm beschichtet sind. In noch anderer alternativer Weise kann die Oxidation durchgeführt werden, während ein Bilderzeugungsgerät hergestellt wird. Die Dicke einer Oxidschicht hängt ab von der Erwärmungstemperatur und der Erwärmungszeit. Während der Sauerstoffverbindungsfilm eine Legierung der Komponenten zum selben Ausmaß wie der Legierungsgehalt der Stickstoffverbindungsschicht enthalten kann, wird die ladungsverringernde Wirkung der ladungsverringernden Schicht größer ausfallen, wenn der Gehalt an Übergangsmetall, der darin enthalten ist, nahe der Oberfläche erhöht ist. Dies liegt daran, daß das Oxid vom Übergangsmetall einen spezifischen Widerstand zeigt, der geringer ist als derjenige vom Aluminiumoxid, oder zeigt eine relativ geringe Rate an Sekundärelektronenemission.
Der Gesamtwiderstand der ladungsverringernden Filmschichten (10c und 10d) ist praktisch festgelegt durch den Widerstand der Stickstoffverbindungsschicht. Da der Widerstand des Oxidfilms weitestgehend abhängig ist von der Atmosphäre, in der er sich befindet, muß die Stärke der Oxidschicht so bestimmt werden, daß deren Widerstand eine Hälfte des Gesamtwiderstands der ladungsverringernden Schicht überschreitet. Um für die Elektronenbahnen, deren Elektronen aus der Elektronenquelle kommen, weder abzuleiten noch zu stören, muß die Potentialverteilung zwischen der Vorderplatte und der Rückplatte einheitlich sein, oder die Abstandshalter müssen einen im wesentlichen gleichmäßig verteilten Widerstand aufweisen. Wenn die Potentialverteilung gestört ist, werden Elektronen, von denen erwartet wird, daß sie die Fluoreszenzglieder erreichen, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, abgeleitet von ihren jeweiligen Kursen, um verzerrte Bilder zu erzeugen. Die Abstandshalter, die im Bilderzeugungsgerät vorgesehen sind, bei denen die Erfindung Anwendung findet, sind hergestellt, um eine gleichmäßige Verteilung des elektrischen Widerstands zu zeigen, durch Bereitstellen einer stabilen Nitridschicht, so daß das Bilderzeugungsgerät unverzerrte Bilder darstellen kann.
Zum Zwecke der Erfindung kann ein Oxidfilm 10d durch Vakuumaufdampfung oder durch Aufsprühen eines Übergangsmetalls in einer oxidierenden Atmosphäre stattfinden, anstelle des Oxidierens einer Nitridschicht 10c. Als alternative Technik kann ein Alkoxid verwendet werden.
Während eine ladungsverringernde Schicht für die Abstandshalter des Anzeigegerätes in der obigen Beschreibung verwendet wird, kann eine derartige Schicht auch auf der Oberfläche gewisser Gegenstände verwendet werden, die in einem Behälter eines Gerätes untergebracht sind und/oder der Innenfläche des Behälters, der darin die elektronenemittierenden Einrichtungen enthält, wie im Falle des Bilderzeugungsgerätes, weil Materialien aus einer Stickstoffverbindung bestehen, wie zuvor beschrieben, und einen hohen Schmelzpunkt haben und sehr hart sind.
Zwei Arten elektronenemittierender Einrichtungen können mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden; der thermoionische Elektronentyp und der Kaltkathodentyp. Elektronenemissionseinrichtungen des Kaltkathodentyps beziehen sich auf den Feldemissionstyp (wird nachstehend als FE-Typ bezeichnet), den elektronenemittierenden Typ mit Oberflächenleitfähigkeit und den Isolationsschicht/Metalltyp (wird nachstehend als MIM-Typ bezeichnet). Während elektronenemittierende Einrichtungen einer beliebigen dieser Arten verwendet werden können mit der Erfindung ist der Kaltkathodentyp eine bevorzugte Wahl.
Beispiele einer elektronenemittierenden Einrichtung des Type mit Oberflächenleitfähigkeit enthalten einen solchen, der vorgeschlagen ist von M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10 (1965). Eine elektronenemittierende Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit wird realisiert unter Verwendung eines Phänomens, das Elektronen aus einem Dünnfilm emittiert werden, der einen kleinen Bereich auf ein Substrat hat, wenn ein elektrischer Strom gezwungen wird, parallel zur Filmoberfläche zu fließen. Während Elinson die Verwendung eines SnO₂-Dünnfilms für eine Einrichtung dieser Art vorschlägt, wird von G. Dittmar die Verwendung eines Au-Dünnfilms vorgeschlagen: "Thin Solid Films", 9, 317 (1972), wohingegen die Verwendung eines In₂O₃/SnO₂-Dünnfilms und dem eines Kohlenstoffdünnfilms jeweils diskutiert wurde in M. Hartwell beziehungsweise C. G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975) und H. Araki et al.: "Vacuum", Band 26, Nr. 1, S. 22 (1983). Die Verwendung eines Feinpartikelfilms für die elektronenemittierende Zone einer elektronenemittierenden Einrichtung ist allgemein bekannt und ist nachstehend beschrieben.
Beispiele von einer Einrichtung des FE-Typs enthalten jene, die vorgeschlagen sind von W. P. Dyke & W. W. Dolan, "Field emission", Advance in Electron Physics, 8, 89, (1956), und C. A. Spindt, "PHYSICAL Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones", J. Appl. Phys., 47, 5248, (1976). Beispiele der Einrichtung vom MIM-Typ sind offenbart und enthalten in den Dokumenten C. A. Mead, "The tunnel-emission amplifier", J. Appl. Phys., 32, 646, (1961).
Nachstehend in mehr Einzelheiten anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben ist eine ladungsverringernde Schicht eines Bilderzeugungsgerätes, das über Abstandshalter verfügt, die beschichtet sind mit solch einer ladungsreduzierenden Schicht nach der Erfindung.
1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Bilderzeugungsgerätes, das nur einen Abstandshalter in seiner Nähe zeigt. Dargestellt sind eine Elektronenquelle 1, eine Rückplatte 2, eine Querwand 3 und eine Vorderplatte 4, der luftdichte Behälter (Hülle 8) vom Gerät, das aufgebaut ist durch die Rückplatte 2, die Seitenwände 3 und die Vorderplatte 7 zur Aufrechterhaltung eines Vakuumzustands im Inneren des Anzeigefeldes.
Bezugszeichen 10 bedeutet einen Abstandshalter mit einem Isoliersubstrat 10a und einer ladungsverringernden Schicht 10c, die auf der Oberfläche des Isoliersubstrats gebildet ist. Abstandshalter 10 werden verwendet zum Hindern der Vakuumhülle 8 daran, geschädigt oder deformiert zu werden durch den atmosphärischen Druck im Inneren der Hülle 8, die in einem Vakuumzustand gehalten wird. Das Material, das Profil, die Stellen und die Anzahl von Abstandshaltern wird bestimmt als Funktion der Profile und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Hülle 8 sowie des Druckes und der Wärme, der die Hülle ausgesetzt ist. Jeder Abstandshalter läßt sich realisieren in der Form eines flachen Feldes, eines Kreuzes oder eines Buchstaben L. Alternativ verwendet werden kann ein Abstandshalterfeld mit Durchgangslöchern gemäß einer Vielzahl von Elektronenquellen, wie in 16A gezeigt oder in 16B, die passend verwendbar sind. Die Wirkung der Abstandshalter wird bemerkenswert, wenn diese in einem Bilderzeugungsgerät großer Fläche verwendet wird.
Das Isoliersubstrat 10a besteht vorzugsweise aus einem Material, das eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und eine hohe Temperaturbeständigkeit, wie beispielsweise Glas oder Keramik, weil die Abstandshalter den atmosphärischen Druck zu ertragen haben, der durch die vordere Platte 7 und die hintere Platte 2 entsteht. Wenn die vordere Platte und die hintere Platte aus Glas bestehen, ist das Isoliersubstrat 10a vorzugsweise aus einem Glas oder einem Material, das einen Temperaturausdehnungskoeffizienten hat, der nahe an dem vom Glas liegt.
Wenn das Isoliersubstrat 10a aus einem Glas besteht, das Alkaliionen enthält, wie beispielsweise Silikatglas, das Na-Ionen enthält, kann die elektrische Leitfähigkeit der ladungsvermindernden Schicht durch Na-Ionen modifiziert werden. Das Eindringen von Na-Ionen oder einiger anderer alkalischer Ionen in die ladungsvermindernde Schicht 10c kann jedoch verhindert werden durch Vorsehen einer Na-Blockschicht 10b, die typischerweise aus Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid zwischen dem Isoliersubstrat 10a und der ladungsvermindernden Schicht 10c besteht.
Da die Abstandshalter 10 elektrisch verbunden sind mit dem Metallrücken 6 und den X-Richtungsleitungen 9 (wie später detailliert zu beschreiben ist) zum Ansteuern der Elektronenquellen 1 im Wege elektrisch leitenden Fritteglases, wird die Beschleunigungsspannung Va des Gerätes angelegt an die gegenüberliegenden Enden eines jeden Abstandshalters 10. Während die Abstandshalter verbunden sind mit den Leitungen in 1, sind sie abwechselnd verbunden mit einer speziell angeordneten Elektrode. Wenn ein Zwischenelektrodenfeld (wie eine Gitterelektrode) zwischen der Vorderplatte 7 und der hinteren Platte 2 angeordnet ist, um die Elektronenstrahlen in guter Gestalt zu halten und die elektrische Ladung am Isolator des Substrats zu verringern, können die Abstandshalter durch das Zwischenelektrodenfeld oder die Abstandshalter laufen, die angeordnet sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Zwischenfeldes.
Die elektrische Verbindung der ladungsvermindernden Schicht mit den Elektroden auf der vorderen Platte und der hinteren Platte wird verbessert, wenn die Abstandshalter an gegenüberliegenden Enden mit Elektroden versehen sind, die aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Al oder Au bestehen.
Nachstehend beschrieben ist die grundlegende Konfiguration eines Bilderzeugungsgerätes, das mit Abstandshaltern 10 versehen ist. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Bilderzeugungsgerätes, das die Innenseite durch einen weggeschnittenen Teil des Anzeigefeldes zeigt.
Unter Bezug auf 2 ist ein luftdichter Behälter (Hülle 8) auf der hinteren Platte 2, den Seitenwänden 3 und einer vorderen Platte 7 gebildet, um das Innere des Anzeigefeldes unter einem Vakuumzustand zu halten. Die Komponenten des luftdichten Behälters müssen sicherheitshalber miteinander gebondet sein, um die Hülle mit einem hinreichenden Grad an Festigkeit und Luftdichtigkeit an den Verbindungen der Komponenten zu halten. Typischerweise werden die Komponenten miteinander durch Verwenden von Fritteglas mit den Verbindungen verbunden und durch Tempern des Fritteglases bei 400 bis 500°C für mehr als 10 Minuten in der Umgebungsatmosphäre oder bevorzugt in einer nicht oxidierenden Atmosphäre von Stickstoffgas, um die Nitrogenkomponenteschicht davor zu schützen, auf der Oberfläche des Abstandshalters oxidiert zu werden. Der luftdichte Behälter wird dann in einer Weise evakuiert, wie sie hiernach beschrieben ist.
Ein Substrat 13 wird strikt gesichert mit der hinteren Platte 2 und insgesamt N × M elektronenemittierenden Einrichtungen des Kaltkathodentyps, die auf dem Substrat 13 gebildet sind (N und M sind Ganzzahlen und nicht kleiner als 2, ausgewählt abhängig von der Anzahl von Anzeigepixeln, die im Bilderzeugungsgerät Verwendung finden und vorzugsweise gleich oder größer als 3000 beziehungsweise 1000, wenn das Gerät für einen hochqualitativen Fernsehapparat verwendet wird. Die N × M elektronenemittierenden Einrichtungen vom Kaltkathodentyp sind versehen mit einer einfachen Matrixverdrahtungsanordnung unter Verwendung von M X-Richtungsleitungen 9 und N Y-Richtungsleitungen 12. Der Abschnitt des Gerätes mit dem Substrat 13, den Elektronenemissionseinrichtungen 1 vom Kaltkathodentyp, den X-Richtungsleitungen 9 und den Y-Richtungsleitungen 12 werden als Vielfachelektronenstrahlquelle bezeichnet. Das Herstellverfahren und die Konfiguration der Mehrfachelektronenstrahlquelle ist nachstehend detailliert beschrieben.
Während das Substrat 13 der Mehrfachelektronenstrahlquelle mit der hinteren Platte 2 des luftdichten Behälters in der obigen Beschreibung befestigt ist, kann das Substrat 13 der Mehrfachelektronenstrahlquelle selbst als hintere Platte des luftdichten Behälters verwendet werden, wenn eine hinreichende Festigkeit des Behälters bereitsteht.
Ein Fluoreszenzfilm 5 ist unter der vorderen Platte 4 gebildet. Da der hier beschriebene Modus zur Anzeige von Farbbildern dient, enthält der Fluoreszenzfilm 5 aktuell Fluoreszenzglieder der Primärfarben von Rot (R), Grün (G) und Blau (B). Unter Bezug auf 4A sind streifenförmige Fluoreszenzglieder der Primärfarben 5a regelmäßig mit schwarzen leitenden Streifen 5b versehen, die dazwischen angeordnet sind. Die schwarzen Streifen 5b sind vorgesehen, um zu verhindern, daß die Farbe auf dem dargestellten Bild durchbricht, wenn Elektronenstrahlen leicht von den jeweiligen Zielen im Gefäß abgelenkt werden, die Verschlechterung von Kontrast des angezeigten Bildes durch Verhindern von Reflexionen von externem Licht und Aufladebedingungen des Fluoreszenzfilms aufgrund von Elektronenstrahlen. Während normalerweise Graphit als Hauptbestandteil der schwarzen Streifen 5b dient, kann auch anderes leitendes Material mit einer geringen Lichtdurchlässigkeit und geringem Reflexionsvermögen als Alternative verwendet werden.
Die streifenförmigen Fluoreszenzglieder der Primärfarben, die in 4A gezeigt sind, können ersetzt werden durch Deltas aus Fluoreszenzgliedern der Primärfarben, wie in 4B gezeigt, oder durch eine andere Anordnung.
Wenn das Bilderzeugungsglied ausgelegt ist zum Anzeigen von Monochrombildern, besteht der Fluoreszenzfilm 5 aus einem monochromatischen Fluoreszenzmaterial. In diesem Falle können die schwarzen Leiter nicht unbedingt verwendet werden.
Ein üblicher Metallrücken 6 ist auf der Innenfläche des Fluoreszenzfilms 5 oder auf der Oberfläche gegenüber der hinteren Platte vorgesehen. Der Metallrücken 6 ist vorgesehen, um die Effizienz der Lichtverwendung des Gerätes zu verbessern durch teilweise reflektiertes Licht, das aus dem Fluoreszenzfilm 5 emittiert wird, zum Schutz des Fluoreszenzfilms 5 gegenüber negativen Ionen, die zu kollidieren versuchen, durch Anlegen einer Beschleunigungsspannung für die Elektronenstrahlen und Bereitstellen von Wegen zum Leiten von Elektroden, die verwendet wurden zum Erregen des Fluoreszenzfilms. Vorbereitet wird durch Glätten der Oberfläche des Fluoreszenzfilms, der auf dem Vorderplattensubstrat 4 gebildet ist, und Bilden einer Al Schicht durch Vakuumaufdampfung. Der Metallrücken 6 wird fortgelassen, wenn das Fluoreszenzmaterial für niedrige Spannungen eingerichtet ist für die Fluoreszenzschicht 5.
Während im obigen zuvor beschriebenen Modus eine transparente Elektrode nicht verwendet wurde, die typischerweise aus ITO besteht, kann diese zwischen dem Vorderplattensubstrat 4 und der Fluoreszenzschicht 5 angeordnet werden, um eine Spannung an die Beschleunigungselektrode anzulegen, und/oder Erhöhen der Leitfähigkeit der Fluoreszenzschicht 5.
In 2 bedeuten Dx1 bis Dxm, Dy1 bis Dyn und Hv luftdichte elektrische Verbindungsanschlüsse zum elektrischen Anschließen des Anzeigefeldes mit einer externen elektrischen Schaltung (nicht dargestellt). Von diesen sind die Anschlüsse Dx1 bis Dxm elektrisch mit den jeweiligen Zeilenrichtungsleitungen der Mehrfachelektronenstrahlquelle verbunden, wohingegen die Anschlüsse Dy1 bis Dyn elektrisch verbunden sind mit den jeweiligen Spaltenrichtungsleitungen. Der Anschluß Hv ist elektrisch mit den Metallrücken 6 verbunden.
Um einen Vakuumzustand im Inneren des luftdichten Behälters zu erzeugen, wird der zusammengebaute luftdichte Container mit einem Absaugstutzen versehen und dann an eine Vakuumpumpe angeschlossen, und das Innere des luftdichten Behälters wird evakuiert bis zu einem Vakuumgrad von etwa 10^–5 Pa. Danach wird ein Stück Getterfilm (nicht dargestellt) an einer vorbestimmten Stelle im luftdichten Container gebildet, unmittelbar vor dem hermetischen Schließen des Absaugstutzens, um den zuvor genannten Vakuumgrad im luftdichten Behälter aufrecht zu erhalten. Der Getterfilm wird gebildet durch Erwärmen eines Gettermaterials, das typischerweise Ba als Hauptbestandteil enthält, mittels eines Heizelements, einer hochfrequenten Heizung, bis es verdampft und ein Film aufgetragen wird. Aufgrund der Adsorptionswirkung vom Getterfilm wird das Innere des luftdichten Behälters typischerweise auf einen Vakuumgrad von 10^–3 Pa bis 10^–5 Pa aufrecht erhalten. Hiernach wird der obige Prozeß als "Getterprozeß" bezeichnet.
Nachstehend beschrieben ist das Verfahren der Herstellung der Mehrfachelektronenstrahlquelle des Anzeigefeldes eines Bilderzeugungsgerätes. Zu verwendende Kaltkatodeneinrichtungen für die Mehrfachelektronenstrahlquelle eines Bilderzeugungsgerätes können aus beliebigen Material bestehen und haben ein beliebiges Profil, wenn man sie in einer einfachen Matrixverdrahtungsanordnung in der Mehrfachelektronenstrahlquelle verwendet. Mit anderen Worten, die kaltkatodenelektronenimitierenden Einrichtungen können Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit sein, Einrichtungen vom FE Type, Einrichtungen vom MIM Typ, oder Einrichtungen eines anderen Typs.
Die Verwendung von elektronenimitierenden Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit kann jedoch die beste Wahl sein, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, das bei geringen Kosten einen großen Anzeigebildschirm bietet. Genauer gesagt, wie schon früher beschrieben, erfordern Einrichtungen von FE-Typ hochpräzise Herstelltechniken, weil die Elektronenimmissionsleistung einer Einrichtung des FE-Typs weitgehend abhängig ist von der relativen Lagebeziehung und den Profilen des konischen Emitters und der Gate-Elektrode, die zur Herstellung eines großen Anzeigebildschirmes mit reduzierten Kosten unvorteilhaft ist. Im Falle der Verwendung von Einrichtung des MIM-Typs für eine Mehrfachelektronenstrahlquelle müssen die Isolationsschichten und die oberen Elektroden der Einrichtung sehr dünn und gleichförmig sein, was nachteilig ist bei der Herstellung eines großen Anzeigebildschirms mit geringen Kosten. Die elektronenimitierenden Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit können andererseits in einfacher Weise hergestellt werden, so daß ein großer Anzeigebildschirm leicht und mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Einrichtungen, die einen elektrisch leitenden Film mit einer elektronenimitierenden Zone besitzen zwischen einem Paar der Einrichtungselektroden und teilweise effektiv sind beim Imitieren von Elektronen, können darüber hinaus leicht hergestellt werden. Derartige Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit sind speziell geeignet zum Vorbereiten einer Mehrfachelektronenstrahlquelle für ein Bilderzeugungsgerät mit einem großen Anzeigebildschirm, der helle und klare Bilder darstellt. Eine elektronenimitierende Einrichtung mit Oberflächengleitfähigkeit, die über eine elektronenimitierende Zone verfügt und in ihrer Nähe einen Feinpartikelfilm hat, kann in geeigneter Weise verwendet werden.
Eine Elektronenimmissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit wird nachstehend als erstes in Hinsicht auf den grundlegenden Aufbau und den Herstellprozeß beschrieben. Danach beschrieben wird eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit einer großen Anzahl von Einrichtungen, die durch eine einfache Matrixverdrahtung verbunden sind.
(Bevorzugte Konfiguration und bevorzugtes Herstellverfahren einer elektronenimitierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit)
Zwei Haupttypen von elektronenimitierender Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit, die über einen elektrisch leitenden Film feiner Partikel verfügen, einschließlich einer Elektronenemissionszone sind angeordnet zwischen einem Elektrodenpaar vom ebenen Typ und vom stufigen Typ.
(Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ)
Zuerst beschrieben wird eine Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ in Hinsicht auf die Konfiguration und das Herstellverfahren.
5A und 5B sind schematische Ansichten, die eine Elektrodenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ zeigen, wobei 5A eine Aufsicht ist und 5B eine Querschnittsseitenansicht ist. Unter Bezug auf die 5A und 5B verfügt die Einrichtung über ein Substrat 13, ein Paar Einrichtungselektroden 14 und 15, einen elektrisch leitenden Film 16, eine elektronenemittierende Zone 17, die durch einen Erregerformierungsprozeß hergestellt ist, und einen Dünnfilm 18, der durch einen Erregeraktivierungsprozeß hergestellt wird.
Das Substrat 13 kann ein Glassubstrat aus Quarzglas sein, aus Silikatglas oder aus einem anderen Glas, einem keramischen Substrat aus Aluminiumoxid oder anderer keramischer Substanz oder ein Substrat, das man gewinnt durch Auftragen einer Isolationsschicht aus SiO₂ auf einem beliebigen der zuvor aufgelisteten Substrate.
Während die Einrichtungselektroden 14 und 15, die gegenüberliegend angeordnet sind und parallel zum Substrat verlaufen, aus einem hochleitfähigen Material bestehen können, enthalten bevorzugte Kandidaten der Materialien Metalle wie Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Ag, Cu und Pd und ihre Legierungen, Metalloxide wie In₂O₃-SnO₂ und Halbleitermaterialien, wie Polysilizium. Die Elektronen lassen sich herstellen ohne Schwierigkeiten auf dem Wege kombinierter Verwendung einer Filmerzeugungstechnik, wie Vakuumaufdampfen, und einer Musterungstechnik, wie Fotolithographie oder Ätzen, obwohl andere Techniken (beispielsweise Drucken) alternativ eingesetzt werden können.
Die Einrichtungselektroden 14 und 15 können ein passendes Profil abhängig von der Anwendung der Einrichtung haben. Im allgemeinen ist der Abstand L, der die Einrichtungselektroden 14 und 15 voneinander trennt, zwischen Zehnen mehrerer Nanometer und Zehnen von mehreren Mikrometern, und vorzugsweise zwischen mehreren Mikrometern, wenn die Verwendung für ein Bilderzeugungsgerät gedacht ist. Die Filmdicke d der Einrichtungselektroden 14 und 15 liegt zwischen Zehnen von mehreren Nanometern und mehreren Mikrometern.
Der elektrisch leitende Film 16 ist vorzugsweise ein Film, der aus einer großen Anzahl feiner Partikel (einschließlich inselförmiger Agglomerate) bestehen, um hervorragende elektronenimitierende Eigenschaften bereitzustellen. Sieht man durch ein Mikroskop, dann erkennt man, daß der Feinpartikelfilm eine große Anzahl feiner Partikel enthält, die locker verteilt sein können, fest angeordnet oder wechselweise und zufällig sich überlappen.
Der Durchmesser der zu verwendenden Feinpartikel liegt zwischen Zehnen von mehreren Makrometern und Hunderten von mehreren Nanometern, und vorzugsweise zwischen 1 nm und 20 nm. Die Dicke des Feinpartikelfilms wird bestimmt als Funktion verschiedener Faktoren, wie hiernach in mehr Einzelheiten zu beschreiben ist, wozu die Bedingungen gehören zur Einrichtung einer guten elektrischen Verbindung mit den Einrichtungselektroden 14 und 15, jene zum Ausführen eines erfolgreichen Erregerformierungsprozesses und jene zur Erzielung eines passenden Wertes für den elektrischen Widerstand des Feinpartikelfilms selbst. Die Maße liegen zwischen Zehnen mehrerer Nanometer und Hunderten mehrerer Nanometer, und vorzugsweise zwischen 1 nm und 50 nm.
Der elektrisch leitende Film 16 besteht aus feinen Partikeln eines Materials, das ausgesucht ist aus den Metallen, wie beispielsweise Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W und Pb, Oxide wie beispielsweise PdO, SnO₂, In₂O₃, PbO und Sb₂O₃, Boride wie HfB₂, ZrB₂, LaB₆, CeB₆, YB₄ und GdB₄, Karbide wie beispielsweise TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC und WC, Nitride wie TiN, ZrN und HfN, Halbleiter, wie Si und Ge sowie Kohlenstoff.
Der elektrisch leitende Film 16 besteht aus einem Feinpartikelfilm und zeigt normalerweise einen Widerstand zwischen 10³ und 10⁷ Ω/☐.
Angemerkt sei, daß der elektrisch leitende Film 16 und die Einrichtungselektroden 14 und 15 eingerichtet sind zum Realisieren einer stufigen Abdeckung relativ zueinander. Während die Einrichtungselektroden 14 und 15 auf dem Substrat 13 angeordnet sind und dann der elektrisch leitende Film 16 teilweise bedeckend aufgelegt ist, um die Einrichtungselektroden 14 und 15 in den 5A und 5B teilweise zu überdecken, ist es, falls dies erforderlich ist, können die Einrichtungselektroden abwechselnd auf den elektrisch leitenden Film gelegt werden.
Die elektronenemittierende Zone 17 ist Teil des elektrisch leitenden Films 16 und enthält einen oder mehrere Spalte, die einen elektrisch hohen Widerstand haben und die typischerweise Risse sind, die als Ergebnis eines Erregerprozesses erzeugt werden, wie nachstehend beschrieben ist. Der Riß kann feine Partikel von einem Durchmesser zwischen zehn und mehreren Nanometern und Zehnen von mehreren Nanometern haben. 5A und 5B zeigen die elektronenemittierende Zone 17 nur schematisch, weil es keinen Weg gibt, genau den Ort und das Profil der elektronenemittierenden Zone 17 genau zu kennen.
Der Dünnfilm 18 besteht aus Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung und bedeckt die elektronenemittierende Zone 17 und deren Nähe. Der Dünnfilm 18 wird erzeugt als Ergebnis eines Erregeraktivierungsprozesses, der nach einem Erregerformierungsprozeß durchgeführt wird, wie hiernach in mehr Einzelheiten zu beschreiben ist.
Der Dünnfilm 18 besteht aus monokristallinem Graphit, polykristallinem Graphit, nichtkristallinem Kohlenstoff oder einer Verbindung dieser. Die Dicke des Dünnfilm 18 beträgt weniger als 50 nm, und vorzugsweise weniger als 30 nm.
Erneut sei erwähnt, daß die Dünnfilme 18 nur schematisch in den 5A und 5B dargestellt sind, weil es keinen Weg gibt, exakt die Orte und Profile zu kennen.
Während die grundlegende Konfiguration einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit zuvor beschrieben wurde, werden nachstehend Einrichtungen beschrieben, die im laufenden Modus der Anwendung der Erfindung verwendet werden.
Das Substrat 13 besteht aus einem Silikatglas, und die Einrichtungselektroden 14 und 15 bestehen aus einem dünnen Ni Film. Die Einrichtungselektroden haben eine Dicke von 100 nm und sind voneinander mit L = 2 μm beabstandet.
Der Feinpartikelfilm enthält Pd oder PdO als Hauptbestandteil und hat eine Dicke von etwa 10 nm und eine Breite W von 100 μm.
Nachstehend anhand der 6A bis 6E beschrieben ist ein Herstellungsverfahren einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ, wobei die Figuren schematisch seitliche Querschnittsansichten und eine Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit in unterschiedlichen Herstellschritten zeigen. Die Komponenten der Einrichtung sind jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen wie jene in den 5A und 5B.

1) Nach sorgfältigem Reinigen eines Substrates 13 mit einem Waschmittel, reinem Wasser und einem organischen Lösungsmittel wird das Material eines Paares von Einrichtungselektroden auf dem Substrat 13 durch Aufschichten aufgetragen. (Das Material kann aufgetragen werden durch Aufdampfen, Aufsprühen oder irgend eine andere Filmerzeugungstechnik, bei der Vakuum eingesetzt wird). Danach werden ein paar Einrichtungselektroden 14 und 15 erzeugt, wie in 6A gezeigt, durch Mustang einschließlich der Verwendung der Fotolithographietechnik und Ätztechnik.
2) Wie in 6B gezeigt, wird dann ein elektrisch leitender Dünnfilm 16 auf dem Substrat 13 erzeugt. Genauer gesagt, ein Feinpartikelfilm wird durch Beaufschlagen mit einer organischen Metallösung auf das Substrat 13 erzeugt, das ein paar Einrichtungselektroden 14 und 15 trägt, trockenen und danach tempern. Der Film wird hergestellt, um ein gewünschtes Muster durch Fotolithographie und Ätzen zu erhalten. Die organische Metallösung kann ein Hauptbestandteil enthalten, das eines der zuvor aufgelisteten Metalle ist, die für den elektrisch leitenden Film gedacht sind. Pd wurde als Hauptbestandteil in den hiernach beschriebenen Beispielen verwendet. Während die organische Metallösung durch Tauchen aufgetragen wurde, können auch andere Techniken eingesetzt werden, wie jene, die Schleudern oder Sprühen verwenden, als Alternative. Ein elektrisch leitender Film feiner Partikel kann gebildet werden mittels Vakuumaufdampfung, durch Sprühen oder durch chemische Dampfphasenauftragung anstelle der oben beschriebenen Anwendung der organischen Metallösung.
3) Danach wird der elektrisch leitende Film einem Erregerformierungsprozeß unterzogen, bei dem eine passende Spannung an die Einrichtungselektroden 14 und 15 von einer Formierungsstromquelle 19 angelegt wird, um eine elektronenemittierende Zone 17 zu schaffen, wie in 6C gezeigt. Beim Erregerformierungsprozeß wird der elektrisch leitende Film 16, der aus dem Feinpartikelfilm besteht, elektrisch erregt und lokal zerstört, deformiert oder transformiert, um einen Bereich zu erzeugen, der eine zur Emission von Elektronen geeigneten Struktur hat. Der Bereich, der gezwungen wird, eine Struktur zu bekommen, die zur Emission von Elektronen geeignet ist (oder die elektronenemittierende Zone 17), hat einen oder mehrere Risse im Dünnfilm. Angemerkt sei, daß der elektrische Widerstand zwischen den Einrichtungselektroden 14 und 15 dramatisch ansteigt, wenn einmal die elektronenemittierende Zone 17 im elektrisch leitenden Film erzeugt ist. 7 zeigt die Wellenform einer Spannung, die in geeigneter Weise die Einrichtungselektroden aus einer Formierungsstromquelle 19 beaufschlagt, um die Erregerformierung durchzuführen. Eine Impulsspannung kann vorteilhafter Weise verwendet werden für den Prozeß der Erregerformierung, der durchzuführen ist bezüglich des elektrisch leitenden Films, der aus dem Feinpartikelfilm besteht. In Beispielen, die nachstehend zu beschreiben sind, wird eine Dreiecksimpulsspannung mit einer Impulsbreite T1 angewandt, wie in 7 gezeigt, mit einem Impulsintervall T2, im Verlauf der Herstellung einer elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit. Die Höhe Vpf der Dreiecksimpulsspannung wurde allmählich erhöht. Ein Überwachungsimpuls Pm wurde dem Dreiecksimpuls zu passenden regelmäßigen Intervallen hinzugefügt, und der elektrische Strom wurde mittels eines Strommessers 20 überwacht, um den Fortschritt der Formierung der elektronenemittierenden Zone 17 zu überwachen. Im nachstehend beschriebenen Beispiel wurden die Impulsbreite T1 und das Impulsintervall T2 zu 1 ms beziehungsweise zu 10 ms gewählt, wohingegen die Impulswellenhöhe Vpf um 0,1 V bei jedem Impuls im Vakuum eines Grades von etwa 10^–3 Pa angehoben wurde. Der Überwachungsimpuls Pm wurde alle fünf Impulse der Dreieckswelle hinzugefügt. Eine Spannung Vpm von 0,1 V wurde verwendet für den Überwachungsimpuls, so daß keine nachteilige Wirkung des Überwachungsimpulses im Prozeß der Erregerformierung beobachtet werden konnte. Die elektrische Erregung für den Erregerformierungsprozeß wurde abgeschlossen, als der elektrische Widerstand zwischen den Einrichtungselektroden 14 und 15 angestiegen war auf 1 × 10⁶ Ω oder der beobachtete Strom auf dem Strommesser 20 unter 1 × 10^–7 A sank, während der Überwachungsimpuls anlag. Während bevorzugte Erregerformierungsprozeduren zuvor für eine Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit beschrieben wurden, können die Bedingungen zur Erregerformierung vorzugsweise in passender Weise modifiziert werden, wenn das Material und die Filmdicke des Feinpartikelfilms, der Abstand den Einrichtungselektroden und/oder der Elemente der elektronenemittierenden Einrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit geändert werden.
4) Nach der Erregerformierungsoperation wurde die Einrichtung einem Erregeraktivierungsprozeß unterzogen, um die Elektronenemissionseigenschaft der Einrichtung zu verbessern.

Der Aktivierungsprozeß ist ein solcher, bei dem die vom Erregerformierungsprozeß erzeugte Elektronenemissionszone 17 elektrisch erregt wird, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung auf oder nahe der elektronenemittierenden Zone aufzutragen. In 6D sind die Auftragungen von Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung schematisch als Glieder 18 gezeigt. Als Ergebnis des Erregeraktivierungsprozesses wird der Emissionsstrom der Einrichtung typischerweise um mehr als das Hundertfache angehoben für die gleiche Spannung, die anliegt, wenn der Vergleich mit dem Emissionsstrom der Einrichtung vor dem Erregeraktivierungsprozeß erfolgt.
Genauer gesagt, in einem Aktivierungsprozeß kann eine Impulsspannung periodisch an die Einrichtung im Vakuum eines Grades von 10^–1 Pa bis 10^–4 Pa angelegt werden, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung aufzutragen, die aus den organischen Verbindungen herrührt, die im Vakuum zurückbleiben. Die Auftragungen 18 sind jene aus monokristallinem Graphit, polykristallinem Graphit, nichtkristallinem Kohlenstoff oder einer Mischung dieser und haben eine Filmstärke, die geringer als 50 nm und vorzugsweise geringer als 30 nm ist.
8A zeigt die Wellenform einer Impulsspannung, die die Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit aus einer Aktivierungsstromquelle 21 beaufschlagen kann.
Im Beispiel der Herstellung einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit, wie sie hiernach beschrieben wird, wurde eine rechteckige Impulsspannung mit einer konstanten Impulswellenhöhe für den Erregeraktivierungsprozeß verwendet. Die Impulswellenhöhe Vac, die Impulsbreite T3 und das Impulsintervall T4 der Rechteckimpulsspannung waren 14 V, 1 ms beziehungsweise 10 ms. Während die obigen Werte der Impulsspannung zur Herstellung einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit im laufenden Modus der Herstellung ausgewählt wurden, muß ein anderer Satz von Figuren ausgewählt werden zum Herstellen der Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit, die einer andere Konfiguration hat.
Eine Gleichspannungs-Hochspannungsstromquelle 23 und ein Strommesser 24 in 6D sind mit der Anode 22 zum Messen des Emissionsstroms Ie verbunden, den die Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit emittiert. Wenn der Aktivierungsprozeß nach Installieren des Substrats 13 im Anzeigefeld ausgeführt wird, dann erfolgt die Verwendung der Fluoreszenzebene des Anzeigefeldes als Anode 22.
Während der an der Einrichtung aus der Aktivierungsstromquelle 21 angelegten Spannung wird der Fortschritt des Erregeraktivierungsprozesses überwacht durch Betrachten des Emissionsstromes Ie mittels Strommesser 24, um die Arbeitsweise der Aktivierungsstromquelle 21 zu steuern. 8B zeigt den Emissionsstrom Ie, den der Strommesser 24 mißt. Da eine Impulsspannung zum Ansteuern aus der Aktivierungsstromquelle 21 anliegt, erhöht sich der Emissionsstrom Ie mit der Zeit, bis er einen Sättigungspunkt erreicht, wonach der Emissionsstrom im wesentlichen auf diesem konstanten Pegel bleibt. Der Erregeraktivierungsprozeß wird abgeschlossen durch Aufheben der Spannungsbeaufschlagung aus der Aktivierungsstromquelle 21, wenn der Emissionsstrom Ie in den Sättigungspunkt gegangen ist.
Erneut sei angemerkt, daß, während die obigen Werte der Impulsspannung für den aktuellen Modus der Herstellung einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit ausgewählt sind, ein anderer Satz für Figuren ausgewählt wird für die Herstellung einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit, die einen anderen Aufbau hat.
Auf diese Weise wird somit eine Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit des ebenen Typs hergestellt, die die in 6E gezeigte Konfiguration hat.
(Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ)
9 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ, die die grundlegende Konfiguration zeigt mit einer Elektronenemissionszone und benachbarten Bereichen, die aus einem Feinpartikelfilm bestehen. Unter Bezug auf 9 ist ein Substrat 25 vorhanden, ein Paar Einrichtungselektroden 26 und 27, ein stufenförmiger Abschnitt 28, ein elektrischleitender Film 29 aus einem Feinpartikelfilm, eine elektronenemittierende Zone 30, die aus einem Erregerformierungsprozeß hervorgegangen ist, sowie ein Dünnfilm 31, der durch einen Erregerformierungsprozeß gebildet wurde.
Diese Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ unterscheidet sich von der Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ darin, daß eine der Einrichtungselektroden oder die Elektrode 26 auf dem stufenförmigen Abschnitt 28 angeordnet ist, und daß der elektrischleitende Film 29 eine querverlaufende Oberfläche des stufenförmigen Abschnitts 28 bedeckt. Die Höhe Ls des stufenförmigen Abschnitts 28 dieser Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ entspricht somit dem Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden der Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ. Das Substrat 25, die Einrichtungselektroden 26 und 27 und der elektrischleitende Film 29, der den Feinpartikelfilm einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom stufigen Typ enthält, kann bestehen aus irgendeinem der Materialien, die zuvor für die Gegenstücke einer Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen Typ vorgesehen sind. Der stufenförmige Abschnitt 28 besteht typischerweise aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus SiO₂.
(Eigenschaften der Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit, die in einem Anzeigegerät Verwendung findet)
Eine Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit vom ebenen oder vom stufigen Typ, vorbereitet in einer zuvor beschriebenen Weise, zeigt folgende charakteristische Merkmale.
10 zeigt schematisch einen Graphen, der die Beziehung von Einrichtungsspannung Vf zum Emissionsstrom Ie und diejenige der Einrichtungsspannung Vf zum Einrichtungsstrom If veranschaulicht. Angemerkt sei, daß unterschiedliche Einheiten beliebig ausgewählt sind für den Emissionsstrom Ie und den Einrichtungsstrom If in 10 in Hinsicht auf die Tatsache, daß der Emissionsstrom Ie eine Stärke besitzt, die weit geringer als diejenige des Einrichtungsstromes If, so daß sich für diese nicht derselbe Maßstab verwenden läßt und die Beziehung in signifikanter Weise abhängig vom Profil der Einrichtung und den Auslegungsparametern variieren kann.
Eine Elektronenemissionseinrichtung, die für ein Bilderzeugungsgerät zu verwendet ist, hat drei bemerkenswerte charakteristische Eigenschaften in Hinsicht auf den Emissionsstrom Ie, wie nachstehend zu beschreiben ist.
Erstens zeigt die Elektronenemissionseinrichtung einen plötzlichen scharfen Anstieg des Emissionsstroms Ie, wenn die angelegte Spannung einen gewissen Wert überschreitet (der nachstehend als Schwellwertspannung Vth bezeichnet ist), wohingegen der Emissionsstrom Ie praktisch nicht feststellbar ist, wenn die angelegte Spannung unterhalb des Schwellwertes Vth liegt. Anders gesagt, die Elektronenemissionseinrichtung ist eine nichtlineare Einrichtung mit einer klaren Schwellwertspannung Vth bezüglich des Emissionsstroms Ie.
Da zweitens der Emissionsstrom Ie abhängig von der Einrichtungsspannung Vf variiert, kann ersterer in effektiver Weise durch letzteren gesteuert werden.
Drittens können die elektrischen Ladungen von Elektronen, die die Einrichtung emittiert, gesteuert werden durch die Zeit, während der die Einrichtungsspannung Vf anliegt, weil der Emissionsstrom Ie schnell auf die Einrichtungsspannung Vf reagiert.
Wegen der obigen auffälligen charakteristischen Merkmale kann ein effektives Anzeigegerät erstellt werden unter Verwendung der Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit. In einem Anzeigegerät, das beispielsweise eine große Anzahl von oberflächenleitenden Emissionseinrichtungen gemäß der Anzahl der Pixel hat, können Bilder durch sequentielles Abtasten des Anzeigebildschirms dargestellt werden, wobei das obige erste charakteristische Merkmal in Erscheinung tritt. Mit einem solchen Anzeigegerät wird eine Spannung oberhalb der Schwellwertspannung Vth eine jede der Einrichtungen beaufschlagen, die ausgewählt ist, als Funktion der gewünschten Leuchtdichte emittierten Lichts angesteuert zu werden, während eine Spannung unterhalb der Schwellwertspannung Vth jede der nicht ausgewählten Einrichtungen beaufschlagt. Der Anzeigebildschirm kann nachfolgend abgetastet werden zur Anzeige von Bildern durch Auswahl von anzusteuernden Einrichtungen, auch in sequentieller Weise. Bilder mit komplizierten Tönen können darüber hinaus angezeigt werden durch Steuern der Leuchtdichte emittierten Lichts, wodurch die zuvor identifizierten zweiten und dritten charakteristischen Merkmale in Erscheinung treten.
(Konfiguration einer Mehrfachelektronenstrahlquelle mit einer großen Anzahl von Einrichtungen und einer einfachen Matrixverdrahtungsanordnung)
Nachstehend beschrieben ist eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit einer großen Anzahl von elektronenemittierenden Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, die angeordnet sind auf einem Substrat und bereitgestellt sind mit einer einfachen Matrixverdrahtung.
11 ist eine schematische Aufsicht auf eine Mehrfachelektronenstrahlquelle, die für ein in 2 dargestelltes Anzeigefeld zu verwenden ist. Eine Anzahl von Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, die eine in den 5A und 5B gezeigte Konfiguration aufweisen, sind in einer Gliederung eines Substrats angeordnet und verbunden mit jeweiligen X-Leitungselektroden 9 und entsprechenden Y-Leitungselektroden 12, die eine einfache Matrixverdrahtungsanordnung bereitstellen. Eine Isolationsschicht, die nicht dargestellt ist, ist angeordnet bei jedem der Kreuzungspunkte der X-Leitungselektroden 9 und der Y-Leitungselektroden 12 zur elektrischen Isolation dieser Elektroden. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 in 11.
Eine Mehrfachelektronenstrahlquelle mit einer zuvor beschriebenen Konfiguration läßt sich bereitstellen durch Bilden von X-Leitungselektroden 9, Y-Leitungselektroden 12, einer Zwischenelektrodenisolationsschicht, die nicht dargestellt ist, und Einrichtungselektroden und elektrischleitenden Dünnfilmen für Elektronenemissionseinrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit auf einem Substrat und indem die Elektronenemissionseinrichtung mit Oberflächenleitfähigkeit einem Erregerformierungsprozeß und einem Erregeraktivierungsprozeß unterzogen wird, wenn man diesen jeweils einen Strom über die X-Leitungselektroden 9 und die Y-Leitungselektroden 12 zuführt.
Nachstehend beschrieben sind Bezugsbeispiele, die nützlich sind, die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung zu beschreiben.
(Bezugsbeispiel 1, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Unter Bezug auf 1 in diesem Beispiel wurden eine Vielzahl von Elektronenquelle 1 mit Oberflächenleitfähigkeit, die der Erregerformierung zu unterziehen waren, auf einer hinteren Platte 2 gebildet. Genauer gesagt, insgesamt wurden 160 × 720 elektronenemittierende Einrichtungen mit Oberflächenleitfähigkeit, die eine in 12 gezeigte Konfiguration besitzen, zum Erzeugen einer Matrix auf der hinteren Platte 2 gebildet, die aus einem gereinigtem Silikatglas hergestellt war. Die Einrichtungselektroden 14 und 15 waren aus einem durch Aufsprühen hergestellten Ni-Film hergestellt, und die X-Leitungselektroden 9 und die Y-Leitungselektroden 12 bestanden aus Ag und wurden durch Siebdruck erzeugt. Der elektrischleitende Dünnfilm 16 einer jeden Einrichtung bestand aus einem PdO-Feinpartikelfilm, der hergestellt wurde durch Tempern einer Pd-Aminokomplexlösung.
Wie in 4A gezeigt, arbeitete der Fluoreszenzfilm 5 als Bilderzeugungsglied und wurde hergestellt durch Anordnen streifenförmige Fluoreszenzglieder 5a der Primärfarben parallel entlang der Y-Richtung, die durch schwarze Streifen 5b getrennt waren. Schwarze Streifen 5b wurden nicht nur in der Y-Richtung zum Trennen benachbart vorgesehener Fluoreszenzglieder 5a angeordnet, sondern ebenfalls in X-Richtung, um die Pixel zu trennen, die in Y-Richtung angeordnet waren. Die schwarzen Streifen 5b waren so konfiguriert, daß sie auf sich jeweilige Abstandshalter 10 unterbringen konnten. Genauer gesagt, die elektrischleitenden schwarzen Streifen 5b wurden zuerst gebildet, und dann wurden die Fluoreszenzmaterialien der Primärfarben auf den jeweiligen Zwischenräume der schwarzen Streifen 5b angeordnet, um die Fluoreszenzglieder 5a der Primärfarben zu schaffen. Die schwarzen Streifen 5b bestanden aus einem Material, das Graphit als Hauptbestandteil enthält, der allgemein üblich ist für die schwarzen Streifen. Die Fluoreszenzmaterialien wurden mittels einer Schlämmtechnik auf das Glassubstrat 4 aufgetragen.
Nach Einrichten des Fluoreszenzfilms 5 wurde die Innenfläche des Fluoreszenzfilms 5 in einem Prozeß geglättet, der normalerweise mit "Schichten" bezeichnet wird, und dann wurde der Metallrücken 6 auf der Innenfläche auf der Seite des Fluoreszenzfilms, die näher an der Elektronenquelle liegt, durch Vakuumaufdampfung von Aluminium gebildet. Während eine durchsichtige Elektrode auf der Außenseite des Fluoreszenzfilms 5 auf der Vorderplatte 7 gebildet werden kann, zwischen dem Glassubstrat und dem Fluoreszenzfilm, um die elektrische Leitfähigkeit des Fluoreszenzfilms 5 zu verbessern, wurde in diesem Beispiel keine solche Elektrode geschaffen, weil der Metallrücken einen hinreichenden Grad an elektrischer Leitfähigkeit bot.
Jeder der Abstandshalter 10 wurde hergerichtet durch Bilden eines Siliziumnitridfilms in einer Stärke von 0,5 μm als eine Na-Blockschicht 10b auf einem Isoliersubstrat 10a (3,8 mm breit, 200 μm dick und 20 mm lang) aus einem gereinigtem Silikatglas und dann durch Bilden eines Nitridfilms aus einer Cr/Al-Legierung 10c darauf.
Der Cr/Al-Nitridfilm dieses Beispiels wurde hergestellt durch gleichzeitiges Sprühen von Cr- und Al-Targets in einer Atmosphäre einer Mischung von Argon und Stickstoff durch ein Sprühsystem. 14 zeigt in schematischer Weise das Sprühsystem, das für dieses Beispiel Verwendung fand. Unter Bezug auf 14 gezeigt sind eine Schichtbildungskammer 41, ein Abstandsglied 42, Cr- und Al-Targets 43 und 44, Hochfrequenzleistungsquellen 45 und 47, die jeweilige Targets 43 beziehungsweise 44 mit hochfrequenter Spannung beaufschlagen, Anpaßboxen 46 und 48 sowie Zuführstutzen 49 und 50 zum Zuführen von Argon beziehungsweise Stickstoff.
Argon und Stickstoff wurden in die Schichtbildungskammer 41 eingeführt, um jeweilige Partialdrücke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa aufzuzeigen, und eine Hochfrequenzspannung wurde an jedes der Targets und an das Abstandssubstrat angelegt, um Veranlassung zu einer elektrische Entladung zum Sprühen zu geben. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regeln der Leistung, die den jeweiligen Targets zugeführt wurde, um den optimalen Widerstand zu bekommen. Folgende drei unterschiedliche Cr/Al-Nitridfilme wurden in diesem Beispiel für drei Sätze von Abstandshaltern hergerichtet.

(1) Das Al-Target und das Cr-Target wurden für 4 Minuten mit 500 W beziehungsweise 25 W beaufschlagt. Die Filmstärke betrug 43 nm und der spezifische Widerstand betrug 2,5 Ωm.
(2) Das Al-Target und das Cr-Target wurden für 20 Minuten mit 500 W beziehungsweise 12 W beaufschlagt. Die Filmstärke betrug 200 nm und der spezifische Widerstand betrug 2,4 × 10³ Ωm.
(3) Das Al-Target und das Cr-Target wurden für 8 Minuten mit 500 W beziehungsweise 10 W beaufschlagt. Die Filmstärke betrug 80 nm und der spezifische Widerstand betrug 4,5 × 10⁶ Ωm.

Dann wurde das Bilderzeugungsgerät mit dem jeweiligen Satz von Abstandshaltern hergerichtet. Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem jeden der Abstandshalter 10, der jeweiligen X-Richtungsleitung und dem Metallrücken 10 herzustellen, wurde eine Al-Elektrode 11 auf dem Verbindungsbereich des Abstandshalters 10 gebildet. Die Elektrode 11 bedeckte auch die vier Seitenwände des Abstandshalters 10, der zum Inneren der Hülle 8 um 50 μm von der X-Richtungsleitung hin zur vorderen Platte und um 300 μm vom Metallrücken hin zur hinteren Platte beabstandet war. Angemerkt sei jedoch, das eine Elektrode 11 wegfallen kann, wenn eine zuverlässige elektrische Verbindung ohne Verwendung dieser hergestellt werden kann. Die Abstandshalter 10, beschichtet mit einem Cr/Al-Nitridfilm 10c wurden dann mit der vorderen Platten 7 zu regelmäßigen Intervallen befestigt.
Danach wurde die vordere Platte 7 mit 3,8 mm über den Elektronenquellen 1 mit dem Stützrahmen 3 (Seitenwände) dazwischen angeordnet, und die hintere Platte 2, die vordere Platte 7, der Stützrahmen 3 und die Abstandshalter 10 wurden fest an Verbindungen dieser verbunden.
Genauer gesagt, Fritteglas wurde auf die hintere Platte 2 und den Stützrahmen 3 an Verbindungen und auch an der vorderen Platte 7 und dem Stützrahmen 3 an Verbindungen dieser angebracht (während elektrischleitendes Fritteglas an den Verbindungen der Abstandshalter und der vorderen Platte verwendet wurde), und diese wurden miteinander luftdicht verbunden durch Tempern dieser bei 430°C für mehr als 10 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre, um den Nitridfilm aus Aluminium und das Übergangsmetall auf der Oberfläche der Abstandshalter daran zu hindern, oxidiert zu werden. Elektrischleitendes Fritteglas, das Au-beschichtete Siliziumdioxidpaletten enthält, wurde bei den schwarzen Streifen 5b (Breite: 300 μm) auf der vorderen Platte 7 angewandt, um eine elektrische Verbindung zwischen der ladungsverringernden Schicht auf den Abstandshaltern und der vorderen Platte 7 herzustellen. Der Metallrücken wurde teilweise in Bereichen beseitigt, bei denen die Abstandshalter hervorstehen.
Das Innere der hergerichteten Hülle 8 wurde dann evakuiert durch einen Absaugstutzen mittels einer Vakuumpumpe, um einen hinreichend niedrigen Druck herzustellen, und danach wurde eine Spannung an die Einrichtungselektroden 14, 15 der elektronenemittierenden Einrichtungen im Wege externer Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn des Behälters angelegt, um eine elektronenemittierende Zone 17 zu schaffen, in der alle elektronenemittierenden Einrichtungen 1 in einem Erregerformierungsprozeß hergestellt werden. 7 zeigt die Wellenform der beim Erregerformierungsprozeß verwendeten Spannung.
Dann wurde Aceton in den Vakuumbehälter über den Absaugstutzen eingeführt, bis der Innendruck 0,133 Pa erreicht hatte. Danach wurde der Erregeraktivierungsprozeß durchgeführt, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung durch periodisches Anlegen eines Spannungsimpulses an die Einrichtungselektroden anzulagern mittels externer Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn des Behälters. 8A zeigt die Wellenform der im Erregeraktivierungsprozeß verwendeten Spannung.
Nachfolgend wurde der gesamte Behälter auf 200°C für 10 Stunden erwärmt, um das Innere vollständig auf ein Druckniveau von etwa 10^–4 Pa zu evakuieren, und dann wurde der Absaugstutzen geschlossen durch Erwärmen und Schmelzen mittels eines Gasbrenners zur luftdichten Versiegelung des Gefäßes 8.
Letztlich wurde der Behälter einem Getterprozeß unterzogen, um das Vakuum im Inneren nach Versiegeln aufrecht zu erhalten.
Abtastsignale und Modulationssignale wurden aus einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) an die Elektronenemissionseinrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes über externe Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn angelegt, um das Emittieren von Elektronen zu veranlassen, während eine hohe Spannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und sie zu veranlassen, mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu kollidieren, um die Fluoreszenzglieder zu erregen, damit Licht zur Darstellung von Bildern emittiert wird. Die Spannung Va, die am Hochspannungsanschluß Hv anlag, lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Die Tabelle 1 unten zeigt den Widerstand der ladungsverringernden Schicht 10c der Abstandshalter 10 und deren Eigenschaften, die in diesen Beispielen erzielt wurden.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde der Widerstand nach der Filmformierung und nach der Feldaufbereitung zum Nachweis beobachtet, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in den gesamten Prozessen beobachtet wurde. Diese Tatsache zeigt auf, daß der Cr/Al-Nitridfilm sehr stabil war und hervorragend als ladungsverringernde Schicht arbeitete.
Wenn das Bilderzeugungsgerät, bereitgestellt mit den Abstandshaltern, die einen spezifischen Widerstand von 2,4 × 10³ Ωm haben, zum Betrieb angesteuert wurde, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken, einschließlich jener aufgrund von Elektronen, die aus den Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittiert werden, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, zu regelmäßigen Intervallen gebildet und zweidimensional verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendeine Störung gaben, die die Elektronen von ihren Bahnen ablenken konnte, und daß die Abstandshalter absolut nicht elektrisch aufgeladen waren. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands vom verwendeten Material betrug –0,3%, und es wurde kein thermisches Weglaufen bei Va = 5 kV beobachtet.
Eine Spannung, die 2 kV überstieg, konnte nicht an die Abstandshalter mit einem spezifischen Widerstand von 2,5 Ωm angelegt werden, weil die Stromverbrauchsrate fast auf 1 W bei Va = 2 kV ging. Während die Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand in der Größe von 4,5 × 10⁶ Ωm keinerlei thermisches weglaufen zeigten, wurde ladungsverringernde Wirkung schwach und störte Bilder, bei denen einige Elektronenstrahlen nach unten zu den Abstandshaltern abgelenkt waren.
Als Ergebnis einer XPS-Beobachtung (Beobachtung mit einem Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer) wurden Nitriergrade (das Verhältnis der Konzentration von Aluminiumatomen des Aluminiumnitrids/Konzentration der Aluminiumatome) der Proben von diesem Beispiel mit 78, 77 beziehungsweise 73% gefunden.
(Vergleichendes Bezugsbeispiel, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Zum Vergleich wurde die Cr/Al-Nitridschicht ersetzt durch einen SnO₂-Film, unter Verwendung derselben Prozeduren wie beim Beispiel 1 (Widerstand: 6,7 × 10⁸ Ω, Filmdicke: 5 nm). 14 zeigt das Sprühsystem unter Verwendung dieses vergleichenden Beispiels. Die Metallsprühziele wurden ersetzt durch ein SnO₂-Target. Nur Argongas wurde verwendet für einen Gesamtdruck von 0,5 Pa im Sprühprozeß, für den eine Leistung mit einer Rate von 500 W für fünf Minuten angeliefert wurde.
Der elektrischleitende Film 10c zeigte in allen Zusammenbauschritten bemerkenswerte Fluktuationen. Nach den Zusammenbauschritten betrugen der spezifische Widerstand und der Widerstand 9,2 × 10^–2 Ωm beziehungsweise 1,8 × 10⁶ Ω, und von daher konnte Va nicht auf 1 kV erhöht werden. Mit andere Worten, der Widerstand fluktuierte bemerkenswert in einer undefinierbaren Weise während des Herstellprozesses der Anzeige, so daß der Widerstand weitestgehend variierte, wenn der Prozeß vorüber war. Es gab folglich keinen Weg, den Widerstand zu steuern. Darüber hinaus wurde ein SnO₂-Film mit einem spezifischen Widerstandswert dünner als 1 nm vorgesehen, wodurch der Widerstand noch unkontrollierbarer wurde.
(Bezugsbeispiel 2, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterschied sich vom Beispiel 1 darin, daß der Cr/Al-Nitridfilm 10c und die Abstandshalter 10 vom Beispiel 1 in diesem Beispiel ersetzt wurden durch einen Ta/Al-Nitridfilm. Der Ta/Al-Nitridfilm dieses Beispiels wurde erzeugt durch Sprühen von Ta- und Al-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung von Argon und Stickstoff mittels eines Sprühsystems. 14 zeigt in schematischer Weise das Sprühsystem für dieses Beispiel. Argon und Stickstoff wurden in die Filmerzeugungskammer 41 eingeführt, um jeweilige Partialdrücke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa zu zeigen, und eine Hochfrequenzspannung beaufschlagte jedes der Targets und das Abstandshaltersubstrat, um Veranlassung für eine elektrische Entladung zum Sprüchen zu geben. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regulieren der Leistungen, die den jeweiligen Targets zugeführt wurden, um einen optimalen Widerstand zu erhalten.
Ein Ta/Al-Nitridfilm wurde hergerichtet, indem dem Al-Target und dem Ta-Target 500 W beziehungsweise 150 W für 11 Minuten zugeführt wurden. Die Filmdicke betrug 150 nm und der spezifische Widerstand betrug 6,2 × 10³ Ωm. Der Temperaturkoeffizient vom Widerstand war –0,04%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät hergerichtet durch Verwendung der zuvor beschriebenen Abstandshalter 10 und zur Bewertung wie in Beispiel 1 betrieben.
Die an den Hochspannungsanschluß Hv angelegte Spannung Va war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Elektroden 14 und 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde beobachtet vor Einrichtung der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platten und nach der Evakuierung und einem jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen zu beobachten waren.
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen des Abstandshalters beobachtet, einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jener, die nahe an der vorderen Platten sind, es konnte jedoch kein signifikanter Unterschied im Widerstand erkannt werden, nachdem der gesamte Zusammenbauprozeß erfolgt war, um nachzuweisen, daß die Schicht eine gleichförmige Widerstandsverteilung hatte. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern zum Betrieb in dieser Stufe angesteuert wurde, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken, einschließlich jener aufgrund von Elektronen, die aus den elektronenemittierenden Einrichtungen emittiert wurden, die sich nahe an den Abstandshaltern befanden, zu regelmäßigen Intervallen gebildet und zweidimensional verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Die Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß zu irgendwelchen Störungen im elektrischen Feld ergaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und daß die Abstandshalter in keiner Weise elektrisch aufgeladen wurden.
(Beispiel 3, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 darin, daß der Cr/Al-Nitridfilm 10c der Abstandshalter 10 vom Beispiel 1 in diesem Beispiel ersetzt wurde durch einen Ti/Al-Nitridfilm. Der Ti/Al-Nitridfilm dieses Beispiels wurde erzeugt durch Sprühen von Ti- und Al-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels einem Sprühsystem.
14 zeigt schematisch das Sprühsystem, das für dieses Beispiel verwendet wurde. Argon und Stickstoff wurden in die Filmerzeugungskammer 41 eingeführt, um jeweilige Partialdrücke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa zu zeigen, und eine hochfrequente Spannung wurde jedem der Targets zugeführt, um Anlaß zu einer elektrischen Entladung zum Sprühen zu geben. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regulieren der Leistungen, die den jeweiligen Targets zugeführt werden, um den optimalen Widerstand zu erhalten.
Die folgenden beiden unterschiedlichen Ti/Al-Nitridfilme wurden für dieses Beispiel für zwei Sätze von Abstandshaltern hergerichtet. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands betrug –0,4%.

(1) Das Al-Target und das Ti-Target wurden beliefert mit 500 W beziehungsweise mit 120 W für 6 Minuten. Die Filmdicke betrug 60 nm, und der spezifische Widerstand war 5,5 × 10³ Ωm.
(2) Das Al-Target und das Ti-Target wurden beaufschlagt mit 500 W beziehungsweise 80 W für 8 Minuten. Die Filmdicke betrug 80 nm, und der spezifische Widerstand war 1,9 × 10⁵ Ωm.

Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern hergerichtet und zur Bewertung wie in Beispiel 1 betrieben.
Abtastsignale und Modulationssignale wurden für ein Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) an die Elektronenemissionseinrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn angelegt, um das Emittieren von Elektronen zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 anlag, die über den Hochspannungsanschluß Hv hereingeführt wurde, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und zu veranlassen, mit dem Fluoreszenzfilm zu kollidieren, um die Fluoreszenzglieder zu erregen, damit Licht zur Darstellung von Bildern emittiert wird.
Die Spannung Va, die am Hochspannungsanschluß Hv anlag, war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf, die an die Elektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 angelegt wurde, war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde überwacht, bevor die Abstandshalter installiert wurden, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren eines jeden der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in den gesamten Prozessen beobachtet wurden.
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen des Abstandshalters beobachtet, einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jenen, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, aber es konnte kein signifikanter Unterschied wurde im Widerstand beobachtet, nach dem gesamten Zusammenbauprozeß, um nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung hatte. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern mit 5,5 × 10³ Ωm angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken gebildet, einschließlich jener aufgrund der Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, wo zweidimensionale und zu regelmäßigen Intervallen diese gebildet waren, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß gaben für irgendwelche Störungen im elektrischen Feld, die die Elektronen hätten ablenken können von ihren Bahnen, und die Abstandshalter waren überhaupt nicht elektrisch aufgeladen. Andererseits wurden Elektronenstrahlen leicht nahe den Abstandshaltern im Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern mit größerem spezifischen Widerstand abgelenkt (spezifischer Widerstand: 1,9 × 10⁵ Ωm), um leicht gestörte Bilder anzuzeigen.
(Bezugsbeispiel 4, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 dadurch, daß der Cr/Al-Nitridfilm 10c der Abstandshalter 10 vom Beispiel 1 ersetzt wurde durch einen Mo/Al-Nitridfilm in diesem Beispiel.
Argon und Stickstoff wurden zugeführt, um jeweilige Partialdrucke von 0,31 Pa und 0,14 Pa zu zeigen, und ein 200 nm dicke Mo/Al-Nitridfilme wurden aufbereitet zum Zuführen eines Al-Targets und des Mo-Targets mit 500 W und drei unterschiedlichen Pegeln von 2 W, 6 W beziehungsweise 9 W für 20 Minuten, um drei unterschiedliche Filme für drei unterschiedliche Sätze von Abstandshaltern zu schaffen. Die spezifischen Widerstände der drei Proben vom Mo/Al-Nitridfilm waren 8,4 × 10⁵ Ωm, 5,2 × 10⁴ Ωm beziehungsweise 6,4 × 10³ Ωm, und der Temperaturkoeffizient vom Widerstand betrug –0,3%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern vorbereitet und zur Bewertung wie im Beispiel 1 betrieben. Tabelle 1 zeigt einige der Eigenschaften und die Güte der Abstandshalter. Die Abstandshalter bewiesen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in den gesamten Prozessen der Herstellung beim Bilderzeugungsgerät beobachtet wurden.
Wenn das Bilderzeugungsgerät, das mit anderen Abstandshaltern als jene mit dem geringen Mo-Gehalt verwendet wurden, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund der Elektronen gebildet, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und wieder reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Im Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern mit einem geringen Mo-Gehalt wurden andererseits die Elektronenstrahlen von den Abstandshaltern angezogen. In keinem Falle wurde thermisches Weglaufen bei Va = 5 kV beobachtet.
(Bezugsbeispiel 5, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 darin, daß der Cr/Al-Nitridfilm 10c der Abstandshalter vom Beispiel 1 in diesem Beispiel ersetzt wurde durch einen W/Al-Nitridfilm.
W/Al-Nitridfilme in einer Stärke von 200 nm wurden durch Zuführen des Al-Targets beziehungsweise des Mo-Targets mit 500 W und vier unterschiedlichen Pegeln von 7 W, 9 W, 11 W beziehungsweise 20 W für 21 Minuten beaufschlagt, um vier unterschiedliche Filme für vier unterschiedliche Sätze von Abstandshaltern zu erzeugen. Die spezifischen Widerstände der unterschiedlichen Proben vom W/Al-Nitridfilm betrugen 1,3 × 10⁵ Ωm, 4,2 × 10⁴ Ωm, 6,5 × 10³ Ωm beziehungsweise 110 Ωm, und der Temperaturkoeffizient vom Widerstand betrug –0,3%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern aufbereitet und in Beispiel 1 zur Bewertung betrieben. Tabelle 1 zeigt einige der Eigenschaften und die Güte der Abstandshalter. Die Abstandshalter bewiesen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand beobachtet wurden während aller Herstellungsprozesse des Bilderzeugungsgerätes.
Wenn das Bilderzeugungsgerät, das versehen war mit anderen Abstandshaltern als jene mit einem geringen W-Gehalt, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener der Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Im Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern mit einem geringen w-Gehalt wurden andererseits Elektronenstrahlen von den Abstandshaltern angezogen. Während die Abstandshalter mit den höchsten W-Gehalt ein thermisches Weglaufen bei einer Spannung Va zeigten, die 4 kV übersteigt, wurde kein thermisches Weglaufen in den restlichen Abstandshaltern bei Va = 5 kV beobachtet.
(Bezugsbeispiel 6, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Jeder der Abstandshalter wurde in diesem Beispiel aufbereitet durch Bilden eines Cr/Si-Nitridfilms 10c auf einem Isoliersubstrat 10a (3,8 mm breit, 200 μm dick und 40 mm lang), das aus gereinigtem Silikatglas bestand.
Der Cr/Si-Nitridfilm dieses Beispiels wurde erzeugt durch Sprühen von Cr- und Si-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels eines Sprühsystems. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde gesteuert durch Regulieren der Leistungen, die auf die jeweiligen Targets kommen, um einen optimalen Widerstand zu erhalten. Die spezifischen Sprühbedingungen waren die Folgenden. Argon- und Stickstoffpartialdrucke waren 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Cr-Target und das Si-Target mit 30–50 W beziehungsweise 600 W beaufschlagt wurden. Die Substrate waren mit Masse verbunden und bei Raumtemperatur gehalten.
Das im Beispiel 1 beschriebene Sprühsystem wurde auch bei diesem Beispiel verwendet. Eine hochfrequente Spannung beaufschlagte jedes der Targets und der Abstandshalter, um Anlaß zu geben für eine elektrische Entladung zum Sprühen.
Die folgenden drei unterschiedlichen Cr/Si-Nitridfilme wurden in diesem Beispiel für drei Sätze von Abstandshaltern aufbereitet; (1) Filmdicke: 40 nm, spezifischer Widerstand: 42 Ωm, Cr-Target: 50 W, Cr/Si-Zusammensetzungsverhältnis 41,3 at.% (Atom-%), (2) Filmdicke: 210 nm, spezifischer Widerstand 2,6 × 10³ Ωm, Cr-Target: 40 W, Cr/Si-Zusammensetzungsverhältnis 15 at.% und (3) Filmdicke: 100 nm, spezifischer Widerstand: 6,0 × 10⁶ Ωm, Cr-Target: 30 W, Cr/Si-Zusammensetzungsverhältnis 4,1 at.%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit dem jeweiligen Satz der Abstandshalter aufbereitet. Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem jeden der Abstandshalter 10 einzurichten, wurde die jeweilige x-Richtungsleitung und der Metallrücken, eine Al-Elektrode 11 auf dem Verbindungsbereich des Abstandshalters 10 gebildet. Eine Elektrode 11 bedeckte auch die vier Querseiten der Abstandshalter 10, die nach innen der Hülle 8 um 50 μm aus der X-Richtungsleitung hin zur vorderen Platte hervorragten, und um 300 μm vom Metallrücken hin zur hinteren Platte. Die Abstandshalter 10, die mit einem Cr/Si-Nitridfilm 10c beschichtet waren, wurden befestigt mit den jeweiligen X-Richtungsleitungen 9 zu regelmäßigen Intervallen.
Danach wurde die vordere Platte 7 3,8 mm über den Elektronenquellen 1 mit dem Stützrahmen (Querwände) 3 befestigt, und die hintere Platte 2, die vordere Platte 7, der Stützrahmen 3 und die Abstandshalter 10 wurden fest mit deren Verbindungen gebondet.
Genauer gesagt, Fritteglas wurde auf die Elektronenquellen 1 und die hintere Platte 2 bei den Verbindungen dieser aufgetragen, auf die hintere Platte 2 und den Stützrahmen 3 bei den Verbindungen dieser und auch auf die vordere Platte 7 und den Stützrahmen 3 bei den Verbindungen dieser, und diese wurden luftdicht miteinander gebondet durch Tempern dieser bei 430°C für länger als 10 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre, um den Silizium/Übergangsmetall-Nitridfilm auf der Oberfläche der Abstandshalter davor zu schützen, oxidiert zu werden.
Letztlich wurde das Gefäß einem Getterprozeß unterzogen, um das Vakuum im Inneren nach dem Bonden beizubehalten.
Abtastsignale und Modulationssignale wurden aus einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) an die Elektronenemissionseinrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes geliefert, das in einer Weise aufbereitet war, wie es im Beispiel 1 beschrieben wurde, über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn, um diese zur Elektronenemission zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über ein Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und diese zu veranlassen, mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu kollidieren, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und Licht zur Darstellung von Bildern zu emittieren. Die Spannung Va, die am Hochspannungsanschluß Hv anlag, hatte eine Höhe von 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf, die an den Elektroden 14, 15 einer jeden der Elektrodenemissionseinrichtungen 1 anlag, hatte eine Höhe von 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde überwacht vor dem Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in den gesamten Prozessen vorkommen. Beispielsweise war der Widerstand der Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand von 2,6 × 10³ Ωm = 5,9 × 10⁸ Ω vor dem Einbau, 2,4 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 8,2 × 10⁸ Ω nach dem Evakuieren und auch 8,2 × 10⁸ Ω nach dem Einrichtungselektrodenerregerprozeß. Dieser Tatsache zeigt auf, daß der Cr/Si-Nitridfilm sehr stabil war und in passender Weise als ladungsreduzierende Schicht arbeitete.
Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern des spezifischen Widerstandes von 2,6 × 10³ Ωm zum Betrieb in dieser Stufe angesteuert wurde, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund der Elektronen gebildet, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendeine Störung im elektrischen Feld gaben, daß Elektronen von ihren Bahnen abbringen könnte, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht aufgeladen. Der Temperaturkoeffizient vom Widerstand dieses Materials betrug –0,7%, und kein thermisches Weglaufen konnte bei Va = 5 kV beobachtet werden.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch eine Röntgenstrahl-Photoelektronenspektrometer (XPS) betrachtet, um herauszufinden, daß Cr in der Form von Oxid auf der Oberfläche war, aber Si war in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid vorhanden, und daß das Si-Nitridverhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Siliziumnitrids/der Konzentration von Siliziumatomen) zwischen 81 und 86% lag.
Die Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand von 42 Ωm zeigten bei Va = 2 kV ein thermisches Weglaufen, und von daher war es unmöglich, 2 kV wegen der durchgeschlagenen ladungsverringernden Schicht anzulegen. Während die Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand in der Größe von 6,0 × 10⁶ Ωm keinerlei thermisches Weglaufen zeigten, war deren ladungsverringernde Wirkung schwach, und das Bilderzeugungsgerät mit diesen zeigte gestörte Bilder, da die Elektronen hin zu den Abstandshaltern gezogen wurden.
(Bezugsbeispiel 7, das nicht in dem Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 6 darin, daß der Schritt des Bondens nicht in einer Stickstoffatmosphäre, sondern in der Umgebungsatmosphäre ausgeführt wurde. (Anderenfalls wurden die Herstellbedingungen für die Abstandshalter mit der Stärke von 210 nm und dem spezifischen Widerstand von 2,6 × 10³ Ωm in Beispiel 6 verwendet.) Dann wurde jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden eines Cr/Si-Nitridfilms 10c, um eine Stärke von etwa 200 nm zu bekommen, und einen spezifischen Widerstand von 3,1 × 10³ Ωm zu zeigen, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,9 und ein Zusammensetzungsverhältnis von Cr/Si = 15 at.%.
Dann wurde das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie im Beispiel 1 betrieben.
Die Spannung Va, die am Hochspannungsanschluß Hv anliegt, war zwischen 1 kV und 5 kV gewählt, und die Spannung Vf für die Elektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren und jedem der Erregerprozesse beobachtet, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand bei den gesamten Prozessen auftreten. Jedoch wurden Elektronenstrahlen um 100 bis 200 μm nahe des Abstandshaltern abgelenkt, um leicht gestörte Bilder darzustellen.
Der Widerstand der Abstandshalter betrug 7,4 × 10⁸ Ω vor dem Einbau, 3,9 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 9,2 × 10⁸ Ω nach dem Evakuieren und ebenfalls 9,1 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche beobachtet durch ein Röntgenstrahl-Photoelektronenspektrometer (XPS), um herauszufinden, daß das Si-Nitridverhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Siliziumnitrids/der Konzentration an Siliziumatomen) in einer Höhe von 50 bis 56 beobachtet, um nachzuweisen, daß das Oxid zum besseren Verhältnis vorhanden war. Diese Tatsache legt den Schluß nahe, daß Abstandshalter geeignet sind, elektrisch aufgeladen zu werden, um Elektronen von ihren Bahnen abzulenken, wenn der Gehalt an Cr/Si-Nitrid der Abstandshalter reduziert ist, um den Oxidgehalt zu erhöhen.
Es gibt jedoch einen Bereich, bei dem das Si-Nitridverhältnis (die Konzentration an Stickstoffatomen vom Siliziumnitrid/die Konzentration von Siliziumatomen) relativ niedrig ist, aber die Elektronenstrahlen nicht beeinträchtigt.
(Bezugsbeispiel 8, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 6 darin, daß das Substrat erwärmt wurde auf 150°C während der Operation des Formierens eines Cr/Si-Nitridfilms auf jedem der Abstandshalter durch Sprühen der Cr- und Si-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung von Argon und Stickstoff, und der nachfolgende Bondungsprozeß wurde nicht in einer Stickstoffatmosphäre, sondern in der Umgebungsatmosphäre ausgeführt. (Ansonsten wurden die Herstellbedingungen für die Abstandshalter mit der Dicke von 210 nm und dem spezifischen Widerstand von 2,6 × 10³ Ωm in Beispiel 6 verwendet.) Vorzugsweise wird das Substrat auf eine Temperatur zwischen 50°C und 400°C erwärmt. Jeder der Abstandshalter wurde hergerichtet durch Bilden eines Cr/Si-Nitridfilms 10c mit einer Dicke von etwa 200 nm, um einen spezifischen Widerstand von 3,0 × 10³ Ωm zu zeigen, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,8% und ein Zusammensetzungsverhältnis von Cr/Si = 14,8 at.%.
Dann wurde das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie in Beispiel 1 betrieben.
Die am Hochspannungsanschluß Hv anliegende Hochspannung Va betrug zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren und einem jeden der Erregerprozesse beobachtet, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen beobachtet wurden. Der Widerstand der Abstandshalter betrug insbesondere 7,1 × 10⁸ Ω vor der Installation, 3,2 × 10⁸ Ω nach Bonden der Vorderplatte und der hinteren Platte, 9,2 × 10⁸ Ω nach dem Evakuieren und auch 9,1 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Der Widerstand wurde dann in kleinen Bereichen der Abstandshalter einschließlich jener beobachtet, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jenen, die nahe an der vorderen Platte sind, aber kein signifikanter Unterschied konnte im Widerstand gefunden werden, nachdem der gesamte Zusammenbauprozeß erfolgt war, um nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung aufwies. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern angesteuert wurde zum Betrieb in dieser Stufe, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund der aus den Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittierten Elektronen gebildet, die sich nahe an den Abstandshaltern befanden, und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinen Anlaß zu irgendwelchen Störungen im elektrischen Feld gaben, die die Elektronen von ihren Bahnen ablenken könnten, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht aufgeladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahl-Photoelektronenspektrometer betrachtet, um herauszufinden, daß Cr in Form eines Oxids auf der Oberfläche vorhanden ist, aber Si existierte in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid, und demjenigen des Si-Nitridverhältnisses (die Konzentration an Stickstoffatomen vom Siliziumnitrid/die Konzentration an Siliziumatomen) lag zwischen 74 und 82%. Dies zeigt auf, daß der Schritt des Bondens in der Atmosphäre ohne Verringern des Siliziumnitridverhältnisses durchgeführt werden kann, wenn das Substrat auf 150° im vorangehenden Schritt des Sprühens zum Bilden eines Cr/Si-Nitridfilms auf dem Abstandshalter erwärmt wird. Ein in der Atmosphäre durchgeführter Schritt des Bondens kann die Herstellkosten signifikant reduzieren.
(Bezugsbeispiel 9, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 8 dadurch, daß Hochfrequenzvorspannleistung auf das Substrat von mehreren Watt angewandt wurde während der Operation des Bildens eines Cr/Si-Nitridfilms auf jedem der Abstandshalter durch Sprühen der Cr- und Si-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre in einer Mischung von Argon und Stickstoff. Die spezifischen Sprühbedingungen waren folgende. Argon- und Stickstoffpartialdrucke waren 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Cr-Target, das Si-Target und das Substrat mit 30 W, 600 W (Hochfrequenz) beziehungsweise 8 W (Hochfrequenz) beaufschlagt wurde. Die Vorspannleitung liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 20% der Leistung, die das Si-Target beaufschlagt. Der nachfolgende Schritt des Bondens wurde nicht in einer Stickstoffatmosphäre sondern in der Umweltatmosphäre ausgeführt. Jeder der Abstandshalter 10 war aufbereitet durch Bilden eines Cr/Si-Nitridfilms 10c in einer Stärke von etwa 200 nm, um einen spezifischen Widerstand von 2,6 × 10³ Ωm und einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,6% zu zeigen, und das Zusammensetzverhältnis von Cr/Si war 13,6 at.%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und betrieben zur Bewertung, wie im Beispiel 1.
Die Spannung Va, die am Hochspannungsanschluß Hv liegt, war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der elektrodenemittierenden Einrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Einbau der Abstandshalter beobachtet, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und einem jeden der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen beim Widerstand in allen Prozessen beobachtet werden konnte. Die Widerstände der Abstandshalter waren insbesondere 6,2 × 10⁸ Ω vor Einbau, 4,3 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen und der hinteren Platte, 8,7 × 10⁸ Ω nach der Evakuierung und auch 9,0 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregungsprozessen.
Der Widerstand wurde dann in kleinen Bereichen des Abstandshalters einschließlich jener beobachtet, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jener, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, es wurde jedoch kein signifikanter Unterschied des Widerstands gefunden, nach dem gesamten Zusammenbauprozeß, um nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung hatte. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern zum Betrieb in dieser Stufe angesteuert wurde, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jenen aufgrund der Elektronen, die die elektronenemittierenden Einrichtungen emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinen Anlaß gaben zu irgendeiner Störung im elektrischen Feld, das die Elektronen von ihren Bahnen hätte ablenken können, und die Abstandshalter waren überhaupt nicht elektrisch aufgeladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche beobachtet durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer, um herauszufinden, daß Cr in der Form von Oxid auf der Oberfläche war, Si jedoch in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid existierte, und daß das Si-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Siliziumnitrids zur Konzentration der Siliziumatome) zwischen 66 und 71% lag. Dies zeigt auf, daß der Schritt des Bondens in der Atmosphäre ausgeführt werden kann, ohne daß das Silizium-Nitrid-Verhältnis verringert wird, wenn das Substrat mit Hochfrequenzvorspannleistung im vorangehenden Sprühschritt zur Bildung eines Cr/Si-Nitridfilms auf dem Abstandshalter beaufschlagt wird.
(Bezugsbeispiel 10, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 6 darin, daß der Cr/Si-Nitridfilm 10c auf dem Substrat von Beispiel 6 ersetzt wurde durch einen Ta/Si-Legierungsfilm. Ansonsten wurde dem Filmerzeugungsprozefl vom Beispiel 1 gefolgt. Die speziellen Sprühbedingungen waren folgende. Argon- und Stickstoffpartialdrücke waren 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Ta-Target und das Si-Target mit 240 W beziehungsweise mit 600 W (Hochfrequenz) beaufschlagt wurden. Jeder der Abstandshalter 10 wurde durch Bilden eines Ta/Si-Nitridfilms 10c auf eine Stärke von etwa 240 nm aufbereitet, um einen spezifischen Widerstand von 5,9 × 10³ Ωm, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,6% und ein Zusammensetzungsverhältnis von Ta/Si = 56,2 at.% zu zeigen.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie im Beispiel 1 betrieben.
Die Spannung Va am Hochspannungsanschluß Hv war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren derselben, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und einem jeden der Erregerprozesse beobachtet, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen auftreten. Insbesondere war der Widerstand der Abstandshalter 1,2 × 10⁹ Ω vor dem Installieren, 8,4 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 1,9 × 10⁹ Ω nach dem Evakuieren und auch 2,0 × 10⁹ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregungsprozessen.
Dann wurde der Widerstand im kleinen Bereich des Abstandshalters beobachtet, der jene enthält, die sich nahe an der hinteren Platte, und jene, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, es konnte jedoch kein signifikanter Unterschied im Widerstand nach dem gesamten Zusammenbauprozeß gefunden werden, um nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung besaß. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern angesteuert wurde, um in dieser Stufe betrieben zu werden, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund der Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für Störungen im elektrischen Feld gaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht geladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer beobachtet, um herauszufinden, daß Ta in der Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, Si jedoch in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid existierte, und daß das Si-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen von Silizium-Nitrid zur Konzentration von Siliziumatomen) zwischen 88 und 93% lag.
(Bezugsbeispiel 11, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 6 darin, daß der Cr/Si-Nitridfilm 10c auf dem Substrat vom Beispiel 6 ersetzt wurde durch einen Ti/Si-Verbindungsfilm. Im übrigen wurde dem Filmbildungsprozeß von Beispiel 1 gefolgt. Die speziellen Sprühbedingungen waren folgende. Argon- und Stickstoffpartialdrücke waren 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Ti-Target und das Si-Target jeweils beaufschlagt wurden mit 70 oder 160 W beziehungsweise mit 600 W (Hochfrequenz). Zwei unterschiedliche Sätze von Abstandshaltern wurden vorbereitet. Im Satz (1) wurde jeder der Abstandshalter 10 durch Bilden eines Ti/Si-Nitridfilms 10c in einer Stärke von etwa 180 nm gebildet, um einen spezifischen Widerstand von 3,8 × 10⁵ Ωm aufzuweisen durch Beaufschlagen des Ti-Targets mit einer Leistung von 160 W. Im Satz (2) wurde jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden eines Ti/Si-Nitridfilms 10c in einer Stärke von etwa 70 nm, um einen spezifischen Widerstand von 2,4 × 10⁷ Ωm aufzuweisen durch Beaufschlagen des Ti-Targets mit einer Leistung von 70 W. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands betrug –0,6%, und das Zusammensetzungsverhältnis Ti/Si betrug 48,3 at.% für (1) und Ti/Si betrug 21,9 at.% für (2).
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern für jeden Satz aufbereitet und zur Bewertung wie im Beispiel 1 betrieben. Abtastsignale und Modulationssignale wurde angelegt von einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) an die Elektronenemissionseinrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes, das in einer Weise aufbereitet war, wie zuvor zum Beispiel 1 beschrieben, über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn, um die Emission von Elektronen zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und die Kollision mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu veranlassen, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und damit Licht zur Darstellung von Bildern zu emittieren.
Die Spannung Va am Hochspannungsanschluß Hv war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde observiert vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurde. Insbesondere war der Widerstand der Abstandshalter 1,0 × 10⁹ Ω vor Installieren, 7,4 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 1,4 × 10⁹ Ω nach dem Evakuieren und 1,4 × 10⁹ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen für (1), und 1,6 × 10¹¹ Ω vor der Installation, 9,7 × 10¹⁰ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 2,9 × 10¹¹ Ω nach der Evakuierung und 3,8 × 10¹¹ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen für (2).
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen der Abstandshalter beobachtet, einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte und jenen, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, es konnte jedoch kein signifikanter Unterschied im Widerstand nach dem gesamten Zusammenbauprozeß gefunden werden, um nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung hatte. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern und dem spezifischen Widerstand von 3,8 × 10³ Ωm angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund der von den Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittierten Elektronen, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendwelche Störungen im elektrischen Feld geben, die die Elektronen von ihren Bahnen ablenken könnten, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht geladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer beobachtet, um herauszufinden, daß Ti in der Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, Si jedoch in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid existierte, und daß das Si-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen von Silizium-Nitrid zur Konzentration von Siliziumatomen) zwischen 83 und 87% lag.
Andererseits wurden Elektronenstrahlen abgelenkt zu einem gewissen Ausmaß nahe den Abstandshaltern, um gestörte Bilder im Bilderzeugungsgerät zu erzeugen, das die Abstandshalter mit dem größeren spezifischen Widerstand von 2,4 × 10⁵ Ωm enthielt.
Darüber hinaus wurde herausgefunden, wenn ein Übergangsmetall/Siliziumnitridfilm als ladungsreduzierende Schicht verwendet wurde, daß der Film mit mehr Siliziumnitrid auf der Oberfläche effektiver elektrische Ladungen unterdrücken kann und daß eine Oberflächennitridverhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen vom Siliziumnitrid zur Konzentration der Siliziumatome) größer als 65% erzielt werden kann durch passende Schichterzeugungsbedingungen (erwärmtes Substrat, Zuführen von Vorspannleistung und so weiter), wenn die nachfolgende Operation des Bondens in der Atmosphäre ausgeführt wird.
(Bezugsbeispiel 12, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
In diesem Beispiel wurde jeder der Abstandshalter aufbereitet durch Bilden vom Siliziumnitridfilm in einer Stärke von 0,5 μm als Na-Blockschicht 10b auf dem Isoliersubstrat 10a (3,8 mm breit, 200 μm dick und 40 mm lang), hergestellt aus gereinigtem Silikatglas und durch Bilden eines Films aus Cr/B-Nitrid 10c durch Vakuumaufdampfung.
Wie im Falle von Beispiel 1 wurde der Cr/B-Nitridfilm dieses Beispiels hergestellt durch Aufsprühen von Cr- und BN-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels eines Sprühsystems. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde gesteuert durch Regeln der Zuführleistung für die jeweiligen Targets, um einen optimalen Widerstand zu erhalten. Die spezifischen Sprühbedingungen waren folgende. Argon- und Stickstoffpartialdrücke waren 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Cr-Target und das BN-Target mit 20, 32 oder 50 W beziehungsweise mit 600 W (Hochfrequenz) beaufschlagt wurden. Die Substrate wurden unter Raumtemperatur gehalten und waren mit Masse verbunden. 199 Die folgenden drei unterschiedlichen Cr/B-Nitridfilme wurden in diesem Beispiel für drei Sätze von Abstandshaltern aufbereitet; (1) Filmdicke: 55 nm, spezifischer Widerstand: 13 Ωm, Cr-Target: 50 W, Cr/B-Zusammensetzverhältnis 103 at.% (Atom-%), (2) Filmdicke: 240 nm, spezifischer Widerstand: 3,0 × 10³ Ωm, Cr-Target: 32 W, Cr/B-Zusammensetzverhältnis: 37 at.% und (3) Filmdicke: 115 nm, spezifischer Widerstand: 8,4 × 10⁶ Ωm, Cr-Target: 20 W, Cr/B-Zusammensetzverhältnis 11 at.%.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern vorbereitet. Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem jeden der Abstandshalter 10, der jeweiligen x-Richtungsleitung und dem Metallrücken einzurichten, wurde eine Al-Elektrode 11 auf dem Verbindungsbereich des Abstandshalters 10 gebildet. Die Elektrode 11 bedeckte auch die Querseiten der Abstandshalter 10, die nach innen in der Hülle 11 um 50 μm aus der X-Richtungsleitung hin zur vorderen Platte und um 300 μm vom Metallrücken hin zur hinteren Platte hervorstanden. Die mit einem Cr/B-Nitridfilm 10c beschichteten Abstandshalter 10 wurden dann mit jeweiligen X-Richtungsleitungen 9 zu regelmäßigen Intervallen befestigt.
Danach wurde die vordere Platte 7 mit 3,8 mm über den Elektronenquellen mit dem Stützrahmen 3 dazwischen angeordnet, und die hintere Platte 2, die vordere Platte 7, der Stützrahmen 3 und die Abstandshalter 10 wurden fest an den Verbindungen gebondet.
Genauer gesagt, Fritteglas wurde auf die Verbindungen der Elektronenquellen 1 mit der hinteren Platte 2, der hinteren Platte 2 mit dem Stützrahmen 3 und ebenfalls auf die vordere Platte 7 und den Stützrahmen 3 aufgetragen, und diese wurden luftdichte verschlossen durch Tempern dieser bei 430°C für mehr als 10 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre, um den Bor/Übergangsmetallnitridfilm auf der Oberfläche der Abstandshalter vor Oxidieren zu schützen.
Elektrischleitendes Fritteglas, das Au-beschichtete Substrathalter aus Silizium(II)-Oxid enthält, wurde auf die schwarzen Streifen 5b (Breite: 300 μm) auf der vorderen Platte 7 aufgetragen, um eine elektrische Verbindung zwischen der ladungsreduzierenden Schicht auf den Abstandshaltern und der vorderen Platte 7 einzurichten. Der Metallrücken wurde teilweise in Bereichen beseitigt, bei denen er an die Abstandshalter angrenzt.
Abtastsignale und Modulationssignale wurden angelegt aus einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) an die elektronenemittierenden Einrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes, das in der zuvor beschriebenen Weise zu Beispiel 1 aufbereitet wurde, durch die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn, um diese zu veranlassen, Elektronen zu emittieren, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und sie kollidieren zu lassen mit dem Fluoreszenzfilm 5, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und Licht zur Darstellung von Bildern zu emittieren. Die Spannung Va am Hochspannungsanschluß Hv war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektrodenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren und jedem der Erregerprozesse observiert, um nachzuweisen, daß praktische keine Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurde. Der Widerstand der Abstandshalter beispielsweise mit dem spezifischen Widerstand von 3,0 × 10³ Ωm betrug 5,9 × 10⁸ Ω vor Installieren, 2,1 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 8,4 × 10⁸ Ω nach Evakuieren und 8,6 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen. Diese Tatsache zeigt auf, daß der Cr/B-Nitridfilm sehr stabil war und passend als ladungsverringernde Schicht arbeitete.
Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern mit dem spezifischen Widerstand von 3,0 × 10³ Ωm angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken, einschließlich jener aufgrund emittierter Elektronen aus den Elektronenemissionseinrichtungen 1, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen so verteilt, daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendwelche Störungen im elektrischen Feld ergaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und die Abstandshalter waren überhaupt nicht elektrisch geladen. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands dieses Materials war –0,5%, und kein thermisches Weglaufen konnte bei Va = 5 kV beobachtet werden.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer beobachtet, um herauszufinden, daß Cr in der Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, B jedoch in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid existierte, und daß das B-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen vom Bor-Nitrid zur Konzentration von Boratomen) zwischen 71 und 75% lag.
Die Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand von 13 Ωm zeigten ein thermisches Weglaufen bei Va = 2 kV, und von daher war es unmöglich, 2 kV wegen der durchgeschlagenen ladungsreduzierenden Schicht anzulegen. Während die Abstandshalter mit dem spezifischen Widerstand in der Höhe von 8,4 × 10⁶ Ωm keinerlei thermisches Weglaufen zeigten, war deren ladungsreduzierende Wirkung schwach, und das Bilderzeugungsgerät mit diesen zeigte gestörte Bilder, da Elektronenstrahlen hin zu den Abstandshaltern gezogen wurden.
(Bezugsbeispiel 13, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 12 darin, daß der Schritt des Bondens nicht in einer Stickstoffatmosphäre sondern in der Umgebungsatmosphäre ausgeführt wird. (Ansonsten wurden die Herstellbedingungen für die Abstandshalter mit der Dicke von 240 nm und dem spezifischen Widerstand von 3,0 × 10³ Ωm im Beispiel 12 verwendet.) Dann wurde jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden eines Cr/B-Nitridfilms 10c, um eine Stärke von 190 nm zu erreichen und einen spezifischen Widerstand von 3,4 × 10³ Ωm, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,7% und ein Zusammensetzverhältnis von Cr/B = 37 at.% zu zeigen.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie in Beispiel 1 betrieben.
Die am Hochspannungsanschluß Hv anliegende Spannung Va war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektrodenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde observiert vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurden. Elektronenstrahlen wurden jedoch um 100 bis 200 μm nahe den Abstandshaltern abgelenkt, um leicht gestörte Bilder zu zeigen.
Der Widerstand der Abstandshalter war 8,5 × 10⁸ Ω vor der Installation, 4,3 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 9,7 × 10⁸ Ω nach Evakuieren und 9,6 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer betrachtet, um herauszufinden, daß das B-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Bor-Nitrids zur Konzentration der Bor-Atome) zwischen 52 und 56% lag, um nachzuweisen, daß die vorhandenen Oxide ein erhöhtes Verhältnis hatten. Diese Tatsache legt nahe, daß die Abstandshalter in der Lage sind, elektrisch geladen zu werden, um die Elektronen von ihren Bahnen abzulenken, wenn der Gehalt an Cr/B-Nitrid der Abstandshalter reduziert ist, um den Oxidgehalt zu erhöhen.
Es jedoch einen Bereich, bei dem das B-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickatomen des Bor-Nitrids zur Konzentration der Bor-Atome) relativ niedrig ist, aber die Elektronenstrahlen nicht beeinträchtigt.
(Bezugsbeispiel 14, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 12 darin, daß das Substrat erhitzt wurde auf 250°C während der Operation des Formierens eines Cr/B-Nitridfilms auf jedem der Abstandshalter durch Sprühen der Cr- und BN-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff, und der nachfolgende Schritt nicht in einer Stickstoffatmosphäre sondern in der Umgebungsatmosphäre ausgeführt. (Ansonsten wurden die Herstellbedingungen für die Abstandshalter mit der Dicke von 240 nm und dem spezifischen Widerstand von 3,0 × 10³ Ωm im Beispiel 12 verwendet.) Das Substrat wurde vorzugsweise erwärmt auf eine Temperatur zwischen 100°C und 450°C. Dann wurde jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden eines Cr/B-Nitridfilms 10c in einer Stärke von etwa 220 nm, um einen spezifischen Widerstand von 2,7 × 10³ Ωm, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,5% und ein Zusammensetzverhältnis von Cr/B = 35 at.% zu zeigen.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie in Beispiel 1 betrieben.
Die am Hochspannungsanschluß Hv anliegende Spannung Va war zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektrodenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde observiert vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurden. Insbesondere war der Widerstand der Abstandshalter 5,8 × 10⁸ Ω vor der Installation, 2,1 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 8,4 × 10⁸ Ω nach Evakuieren und 8,8 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen der Abstandshalter betrachtet, einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte, und jener, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, es wurde jedoch kein signifikanter Unterschied im Widerstand nach dem Gesamtzusammenbauprozeß gefunden, um somit nachzuweisen, daß die Schicht eine einheitliche Widerstandsverteilung aufwies. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshalter angesteuert wurde zum Betrieb in dieser Stufe, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener, die aufgrund der Elektronen aus den Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittiert werden, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendwelche Störungen im elektrischen Feld gaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht aufgeladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer betrachtet, um herauszufinden, daß Cr in Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, aber B in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid existierte, und daß das B-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Bor-Nitrids zur Konzentration der Bor-Atome) 73% war. Dies zeigt auf, daß der Schritt des Bondens in einer Atmosphäre ausgeführt werden kann, ohne das Bor-Nitrid-Verhältnis zu reduzieren, wenn das Substrat erwärmt wurde auf 250°C im vorangehenden Sprühschritt zum Erzeugen einer Cr-B-Nitridschicht auf dem Abstandshalter. Ein Schritt des Bondens, durchgeführt in der Atmosphäre, kann in signifikanter Weise die Herstellkosten reduzieren.
(Bezugsbeispiel 15, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterschied sich vom Beispiel 14 darin, daß Hochfrequenzvorspannleistung das Substrat durch mehrere Zehn Watt während der Operation des Erzeugens einer Cr/B-Nitridschicht auf jeden der Abstandshalter beaufschlagte durch Sprühen der Cr- und BN-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff. Die spezifischen Sprühbedingungen waren folgende: Der Argon- und Stickstoffpartialdruck war 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während dem Cr-Target, dem BN-Target und dem Substrat 32 W, 600 W (Hochfrequenz) beziehungsweise 60 W (Hochfrequenz) beaufschlagt wurden. Die Vorspannleistung lag vorzugsweise zwischen 0,5 und 20% der dem BN-Target zugeführten Leistung. Der nachfolgende Schritt des Bondens wurde ebenfalls in der Atmosphäre ausgeführt. Jeder der Abstandshalter 10 wurde aufbereitet durch Bilden einer Cr/B-Nitridschicht 10c mit einer Stärke von etwa 200 nm, um einen spezifischen Widerstand von 2,2 × 10³ Ωm, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,4% und ein Zusammensetzverhältnis von Cr/B = 34 at.% zu zeigen.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und in Betrieb genommen zur Bewertung, wie im Beispiel 1.
Die Spannung Va am Hochspannungsanschluß Hv lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 betrug 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und einem jeden der Erregerprozesse beobachtet, um nachzuweisen, daß keinerlei Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen beobachtet wurde. Insbesondere war der Widerstand der Abstandshalter 5,2 × 10⁸ Ω vor Installieren, 1,9 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 7,9 × 10⁸ Ω nach der Evakuierung und 8,3 × 10⁸ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen der Abstandshalter einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jener, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, beobachtet, aber es wurde nach dem gesamten Zusammenbauprozeß kein signifikanter Unterschied im Widerstand gefunden, um somit nachzuweisen, daß die Schicht eine gleichförmige Widerstandsverteilung aufwies. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund von Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, erzeugt und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für Störungen im elektrischen Feld gaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch vollständig entladen.
Nachdem die Abstandshalter herausgenommen waren, wurde die Oberfläche beobachtet durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer, um herauszufinden, daß Cr in der Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, aber B in der Form einer Mischung von Nitrid und Oxid existierte, und daß das B-Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen vom Bor-Nitrid zur Konzentration von Bor-Atomen) 83% betrug. Dies zeigt auf, daß der Schritt des Bondens in der Atmosphäre ausgeführt werden kann, ohne daß das Bor-Nitrid-Verhältnis verringert wird, wenn dem Substrat Hochfrequenzvorspannleistung im vorangehenden Sprühprozeß zugeführt wird, um eine Cr/B-Nitrid-Schicht auf dem Abstandshalter zu bilden.
(Bezugsbeispiel 16, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterschied sich vom Beispiel 12 darin, daß die Cr/B-Nitrid-Schicht 10c auf dem Substrat vom Beispiel 12 ersetzt wurde durch eine Ta/B-Verbindungsschicht. Ansonsten wurde dem Filmerzeugungsprozeß vom Beispiel 12 gefolgt. Die spezifischen Sprühbedingungen waren folgende. Der Argon- und Stickstoffpartialdruck war 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Ta-Target und das BN-Target jeweils mit 180 W beziehungsweise mit 600 W (Hochfrequenz) beaufschlagt wurden. Jeder der Abstandshalter 10 war aufbereitet durch Bilden einer Ta-B-Nitridschicht 10c in einer Stärke von etwa 195 nm, um einen spezifischen Widerstand von 5,7 × 10³ Ωm, einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,3% und ein Zusammensetzungsverhältnis von Ta/B = 67 at.% aufzuzeigen.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung betrieben, wie im Beispiel 1.
Die am Hochspannungsanschluß Hv anliegende Hochspannung Va lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde beobachtet vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach Evakuierung und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keinerlei Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurde. Spezifischerweise war der Widerstand der Abstandshalter 1,4 × 10⁹ Ω vor Installieren, 6,7 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 2,1 × 10⁹ Ω nach der Evakuierung und 2,3 × 10⁹ Ω nach den Einrichtungselektrodenerregerprozessen.
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen der Abstandshalter einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jener, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, beobachtet, aber es wurde nach dem gesamten Zusammenbauprozeß kein signifikanter Unterschied im Widerstand gefunden, um somit nachzuweisen, daß die Schicht eine gleichförmige Widerstandsverteilung aufwies. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jener aufgrund von Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, erzeugt und zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgend welche Störungen im elektrischen Feld ergeben, die die Elektronen von ihren Bahnen ablenken könnten, und die Abstandshalter waren elektrisch in keiner Weise aufgeladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlphotoelektronenspektrometer betrachtet, um herauszufinden, daß Ta in Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, aber B existierte in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid, und das B-Nitrid Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen aus Bornitrid/die Konzentration von Boratomen) zwischen 78 und 83% lag.
(Bezugsbeispiel 17, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterschied sich vom Beispiel 12 darin, daß der Cr/B Nitrid Film 10c auf dem Substrat von Beispiel 12 ersetzt wurde durch eine Ti/B-Nitridschicht. Ansonsten wurde dem Filmerzeugungsprozeß vom Beispiel 12 gefolgt. Die spezifischen Sprühbedingungen waren folgende. Der Argon- und Stickstoffpartialdruck war 0,093 Pa beziehungsweise 0,040 Pa, während das Ti Target und das BN-Target beaufschlagt wurden mit 50 oder 120 W beziehungsweise mit 600 W (Hochfrequenz). Zwei unterschiedliche Sätze von Abstandshaltern wurden aufbereitet. Im Satz (1) war jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden einer Ti/B-Nitridschicht 10c in einer Stärke von etwa 110 nm, um einen spezifischen Widerstand von 2,6 × 10³ Ωm zu zeigen. Im Satz (2) wurde jeder der Abstandshalter 10 aufbereitet durch Bilden einer Ti/B-Nitridschicht 10c in einer Stärke von etwa 90 nm, um einen spezifischen Widerstand von 4,6 × 10⁵ Ωm zu zeigen. Der Temperaturkoeffizient vom Widerstand war –0,4%, und das Zusammensetzungsverhältnis war Ti/B = 59 at.% für (1) und Ti/B = 17 at.% für (2).
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern für jeden Satz aufbereitet und zur Bewertung betrieben, wie im Beispiel 1. Abtastsignale und Modulationssignale wurden aus einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) den Elektronenemissionseinrichtungen 1 vom fertiggestellten Bilderzeugungsgerät zugeführt, das in einer Weise aufbereitet war, wie es zuvor in Beispiel 1 beschrieben wurde, über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn, um diese zur Emission von Elektronen zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und diese zu veranlassen, mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu kollidieren, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und Licht zur Darstellung von Bildern zu imitieren.
Die am Hochspannungsanschluß anliegende Spannung Va lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter beobachtet, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach der Evakuierung und jedem der Erregerprozesse zum Nachweis, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen auftraten. Spezifischerweise war der Widerstand der Abstandshalter 1,1 × 10⁹ Ω vor der Installation, 6,4 × 10⁸ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 2,5 × 10⁹ Ω nach Evakuieren und 2,7 × 10⁹ Ω nach den Einrichtungselektronenerregerprozessen für (1) und 2,4 × 10¹¹ Ω vor der Installation, 1,1 × 10¹¹ Ω nach Bonden der vorderen Platte und der hinteren Platte, 2,9 × 10¹¹ Ω nach Evakuieren und 3,1 × 10¹¹ Ω nach den Einrichtungselektronenerregerprozessen für (2).
Dann wurde der Widerstand in kleinen Bereichen der Abstandshalter beobachtet, einschließlich jener, die sich nahe an der hinteren Platte befinden, und jenen, die sich nahe an der vorderen Platte befinden, aber kein signifikanter Unterschied wurde im Widerstand nach den gesamten Zusammenbauprozessen gefunden, um somit nachzuweisen, daß der Film eine gleichförmige Widerstandsverteilung besaß. Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern des spezifischen Widerstands von 2,6 × 10³ Ωm angesteuert wurde, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken, einschließlich jenen auf Grund von Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen imitieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, gebildet und zwei dimensional zu regelmäßigen Intervallen verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für Störungen im elektrischen Feld ergaben, die die Elektronen von ihren Bahnen hätten ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht geladen.
Nach Herausnehmen der Abstandshalter wurde die Oberfläche durch ein Röntgenstrahlfotoelektronenspektrometer beobachtet, um herauszufinden, daß Ti in der Form von Oxid auf der Oberfläche vorhanden war, aber B existierte in der Form einer Mischung aus Nitrid und Oxid, und das B Nitrid-Verhältnis (die Konzentration von Stickstoffatomen des Bornitrids/die Konzentration von Boratomen) zwischen 73 und 79% lag.
Andererseits wurden Elektronenstrahlen zu einem gewissen Grad nahe der Abstandshalter abgelenkt, um gestörte Bilder im Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern größeren spezifischen Widerstands (4,6 × 10⁵ Ωm) zu erzeugen.
19 ist eine schematische Querschnittsansicht des Bilderzeugungsgerätes, das in diesem Beispiel aufbereitet wurde, das einen Abschnitt vom Abstandshalter nahe der Elektronenquelle zeigt. In diesem Beispiel wurden Feldemissionseinrichtungen als Elektronenemissionseinrichtungen verwendet.
Unter Bezug auf 19 ist eine hintere Platte 62 gezeigt, eine vordere Platte 63, eine Kathode 61, eine Gate-Elektrode 66, eine Gate/Kathoden-Isolationsschicht 67, eine Fokussierelektrode, ein Fluoreszenzkörper 64, eine Fokussierelektrode/Gate-Elektrodenisolationsschicht 69 und eine Kathodendrahtleitung 70. Ebenfalls gezeigt ist ein Abstandshalter 65 mit einem Isolationssubstrat und einer Wolfram/Aluminiumnitridfilmbeschichtung.
Die Elektronenemissionseinrichtung ist so ausgelegt, daß sie Elektronen am vorderen Ende der Kathode 61 emittiert, wenn ein starkes elektrisches Feld zwischen der Vorderseite der Elektrode 61 und der Gate-Elektrode 66 anliegt. Die Gate-Elektrode 66 ist versehen mit Elektronenlöchern, die den Elektronen, die aus einer Vielzahl von Kathoden kommen, den Durchgang ermöglichen. Nach Durchgang durch die Elektronenlöcher werden die Elektronen fokussiert von der Fokussierelektrode 68 und beschleunigt vom elektrischen Feld der Anode, die auf der vorderen Platte 63 angeordnet ist, bis sie mit den Pixeln auf dem gegenüberliegend angeordneten Fluoreszenzkörper kollidieren, wodurch Licht zur Darstellung von Bildern entstehen. Angemerkt sei, daß eine Vielzahl von Gate-Elektroden 68 und eine Vielzahl von Kathodendrahtleitungen 70 vorgesehen sind, um eine einfache Matrix als geeignete Kathoden zu bilden, die ausgewählt werden von einem Eingangssignal zur Emission von Elektronen.
Die Kathoden, Gate-Elektroden, Fokussierelektrode und Kathodendrahtleitungen dieses Beispiels werden durch ein allgemein bekanntes Verfahren hergestellt, und Mo wurde für die Kathoden gewählt. Jede der Abstandssandshalter bestand als Silikatglas. Die Länge betrug 20 mm, die Breite 1,2 mm und die Dicke 0,2 mm. Wie im Bezugsbeispiel 5 wurde eine Wolfram/Aluminiumnitridschicht auf der Oberfläche in einer Stärke von 150 nm gebildet. Die Abstandshalter 65 wurden dann mit der Fokussierelektrode 68 mittels elektrisch leitendem Fritteglas gebondet. Ein Aluminiumfilm wurde gebildet Dampfauftragung auf den Bereichen eines jeden Abstandshalters, wobei er in Kontakt tritt mit der Fokussierelektrode und dem Fluoreszenzkörper, um den Übergangswiderstand zu verringern.
Der spezifische Widerstand des Wolfram/Aluminiumnitridfilms von diesem Beispiel betrug 2,2 × 19⁴ Ωm und die Abstandshalter zeigten einen Widerstand von 3,7 × 10⁹ Ω.
Dann wurde die Hintere Platte 62, mit der die Abstandshalter gebondet werden mußten, und die vordere Platte 63, auf der der Fluoreszenzkörper 64 zu bilden war, gemeinsam mittels Fritteglas in einer Stickstoffatmosphäre gebondet mit einem Stützrahmen (nicht dargestellt), der dazwischen angeordnet war, um einen luftdichten Behälter zu schaffen. Das Innere des luftdichten Behälters wurde dann evakuiert über einen Absaugstutzen, und der Container wurde getempert bei 250°C für 10 Stunden. Danach wurde das Innere erneut evakuiert auf 10^–5 Pa, und der Absaugstutzen wurde geschlossen durch Schmelzen mit einem Gasbrenner.
Letztlich wurde ein Getterprozeß mittels Hochfrequenzheizung durchgeführt, um den erhöhten Vakuumgrad im Inneren nach dem Versiegeln aufrecht zu erhalten.
Das aufbereitete Bilderzeugungsgerät wurde dann angesteuert, um durch angelegte Signale an die Kathoden 61 aus einem Signalerzeugungsmittel (nicht dargestellt) betrieben zu werden über die externen Anschlüsse des Behälters, um die Kathoden zur Elektronenemission zu veranlassen, die dann beschleunigt wurden durch die transparente Elektrode, die auf der vorderen Platte vorgesehen ist und Bestrahlen des Fluoreszenzmaterials 64 zur Darstellung von Bildern.
Die Abstandshalter zeigten stabil einen Widerstand von 4,2 × 10⁹ Ω nach dem Herstellprozeß des Bilderzeugungsgerätes, und keinerlei Abweichungen der Strahlen wurden nahe der Abstandshalter beobachtet.
(Erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
In diesem Ausführungsbeispiel wurden die Abstandshalter aufbereitet durch Bilden einer Siliziumnitridschicht in einer Stärke von 0,5 μm als eine Na-Blockschicht 10b auf einem Isoliersubstrat 10a (3,8 mm breit, 200 μm dick und 20 mm lang) aus einem gereinigten Silikatglas und Bilden eines Films aus Ti/Al-Nitrid 10c durch Vakuumdampfauftragung.
Der Ti/Al-Nitridfilm von diesem Ausführungsbeispiel wurde erzeugt durch Sprühen von Ti- und Al-Tagets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels des Sprühsystem vom Bezugsbeispiel 1.
Argon und Stickstoff wurden zugeführt in die Filmerzeugungskammer 41, um Partialdrücke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa bei einer Hochfrequenzspannung zu zeigen, die an jedes der Taget und an das Abstandhaltersubstrat angelegt wurde, um Anlaß zu geben für eine elektrische Entladung zum Sprühen. Diese Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regeln der Leistungen, die den jeweiligen Taget zugeführt wurden, um einen optimalen Widerstand zu erhalten. Die folgenden beiden unterschiedlichen Ti/Al-Nitridschichten wurden aufbereitet in diesem Ausführungsbeispiel für zwei Sätze von Abstandshaltern.

(1) Das Al-Taget und das Ti-Taget wurde für 15 Minuten beaufschlagt mit 500 W beziehungsweise mit 120 W. Die Filmstärke betrug 150 nm, und der spezifische Widerstand war 5,2 × 10³ Ωm.
(2) Das Al-Taget und das Ti-Taget wurde für 20 Minuten mit 500 W beziehungsweise mit 80 W beaufschlagt. Die Filmstärke betrug 210 nm, und der Spezifische Widerstand war 1,4 × 10⁵ Ωm.

Dann wurde das Gerät mit dem jeweiligen Satz von Abstandshaltern aufbereitet. Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem jeden der Abstandshalter 10 einzurichten, wurde die jeweilige X-Leitung und der Metallrücken, eine Al-Elektrode 11 auf den Verbindungsbereich des Abstandshalters 10 gebildet. Die Elektrode 11 bedeckte ebenfalls mehr Seiten des Abstandshalters 10, die nach innen in die Hülle 8 vortragen, um 50 μm für die X-Richtungsleitung hin zur vorderen Platte und, und um 300 μm vom Metallrücken hin zur vorderen Platte.
Die Abstandshalter 10, beschichtet mit einer Ti/Al-Nitridschicht 10c wurden dann erwärmt auf 430°C für eine Stunde in der Atmosphäre zum Umsetzen der Oberfläche von der Ti/Al-Nitridschicht in eine Ti/Al-Legierungsoxidschicht 10d. Als Ergebnis der Analyse unter Verwendung eines Sekundärionenmassenspektrometers wurde herausgefunden, daß der Oxidfilm etwa 25 nm dick war.
Danach wurde die vordere Platte 7 3,8 mm über den Elektronenquellen angeordnet mit dem Stützrahmen (Querwände) 3, die sich zwischen der hinteren Platte 2, der vorderen Platte 7, dem Stützrahmen 3 und den Abstandshaltern 10 befanden, die fest gebondet worden an deren Verbindungen. Elektrisch leitendes Fritteglas, das Au-beschichtete Silizium(II)-Oxidsubstrathalter enthielt, wurde aufgetragen auf die schwarzen Streifen 5b (Breite: 300 μm) auf der vorderen Platte 7, um eine elektrische Verbindung zwischen der ladungsreduzierenden Schicht auf den Abstandshaltern und der vorderen Platte 7 zu schaffen. Der Metallrücken wurde teilweise beseitigt in Bereichen, bei denen er an die Abstandshalter angrenzt.
Genauer gesagt, Fritteglas wurde aufgetragen auf die hintere Platte 2 und den Stützrahmen 3 an Verbindungen dieser und auch auf die vordere Platte 7 und den Stützrahmen 3 an Verbindungen dieser, und diese wurden luftdicht miteinander gebondet durch Templern dieser bei 420°C bei mehr als 10 Minuten in der Atmosphäre.
Das Innere der aufbereiteten Hülle 8 wurde dann evakuiert durch einen Absaugstützen mittels einer Vakuumpumpe, um einen hinreichend niedrigen Druck darin zu erzeugen, und danach wurde eine Spannung an die Einrichtungselektroden 14, 15 der Elektronenemissionseinrichtungen 3 über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn des Behälters angelegt, um eine elektronenemittierende Zone in jeder der Elektronenemissionseinrichtungen 1 in einem Erregerformierungsprozeß zu schaffen. 7 zeigt die Wellenform der Spannung, die beim Erregerformierungsprozeß Verwendung fand.
Dann wurde Azeton in den Vakuumbehälter eingeführt über den Absaugstutzen, bis der interne Druck 0,133 Pa erreicht hatte. Danach wurde ein Erregeraktivierungsprozeß durchgeführt, um Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung aufzutragen durch periodisches Beaufschlagen mit einem Spannungsimpuls, an die Einrichtungselektroden über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn des Behälters. 8A zeigt die Wellenform der Spannung, die beim Erregeraktivierungsprozeß verwendet wird.
Danach wurde der gesamte Behälter erwärmt auf 200°C für 10 Stunden, um das Evakuieren im Innenraum auf ein Druckniveau von etwa 10^–4 Pa zu bringen, und dann wurde der Absaugstutzen geschlossen durch Erwärmen und Schmelzen desselben mittels Gasbrenner zur luftdichten Versiegelung der Hülle 8.
Letztlich wurde der Behälter einem Gatterprozeß unterzogen, um das Vakuum im inneren Raum nach dem Versiegeln aufrecht zu erhalten.
Abtastsignale und Modulationssignale aus einem nicht dargestellten Signalerzeugungsmittel beaufschlagten die elektronenemittierenden Einrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn, um diese zur Elektronenemission zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und zur Kollision mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu veranlassen, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und zur Darstellung von Bildern Licht zu imitieren. Die an den Hochspannungsanschluß Hv angelegte Spannung Va lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Einrichtungselektronen 14, 15 einer jeden der Elektronenimmissionseinrichtungen war 14 V.
Tabelle 2 zeigt den Widerstand der Abstandshalter 10 und deren Leistungsvermögen, das aus den aufgelisteten Beispielen ersichtlich ist.
Der Widerstand wurde vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach Evakuieren und jedem der Erregungsprozesse beobachtet, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand bei allen Prozessen beobachtet wurde. Diese Tatsache zeigt auch, daß die Ti/Al-Nitridschicht sehr stabil war und hervorragend als ladungsreduzierende Schicht. 17 zeigt den Widerstand, der während der Herstellschritte variiert (schwarze Flecken).
Wenn das Bilderzeugungsgerät, das mit den Abstandshaltern ausgestattet ist, einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 10³ Ωm hat und damit betrieben wird, werden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jenen aufgrund der Elektronen, die die Elektronenemissionseinrichtungen 1 emittieren, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, zweidimensional zu regelmäßigen Intervallen verbreitet, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt werden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß für irgendwelche Störungen ergaben, die die Elektronen hätten von ihren Bahnen ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht geladen. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands vom verwendeten Material betrug –0,4%, und kein thermisches Weglaufen konnte bei Va = 5 kV beobachtet werden.
Während die Abstandshalter mit einem spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 10⁵ Ωm keinerlei thermisches Weglaufen zeigten, war die ladungsreduzierende Wirkung schwach, und gestörte Bilder wurden dargestellt, da einige Elektronenstrahlen hin zu den Abstandshaltern gezogen wurden.
(Zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Nach Bilden einer Unterlageschicht aus einem Ti/Al-Nitridfilm mit einer Stärke von 60 nm, um einen spezifischen Widerstand von 7,6 × 10³ Ωm zu zeigen, wurde ein Ni-Oxidfilm darauf gebildet als Oberflächenschicht in einer Stärke von 10 nm, um eine vollständige ladungsreduzierende Schicht zu bilden. Der Ti/Al-Nitridfilm wurde gebildet durch ein Sprühsystem, wie es in 14 gezeigt ist, für 6 Minuten unter denselben Bedingungen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme, daß das Ti-Target mit 110 W beaufschlagt wurde. Der Ni-Oxidfilm wurde gebildet durch Sprühen, Beaufschlagen des Ni-Oxidtargets mit 200 W in einer Atmosphäre aus Argon mit einem Druck von 1 Pa.
Ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern und Elektronenemissionseinrichtungen wurde aufbereitet, wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Weder thermisches Weglaufen noch gestörte Bilder wurden im Bilderzeugungsgerät bei Va = 5 kV beobachtet. Der Widerstand änderte sich nur innerhalb von 20% während des Zusammenbauprozesses vom Bilderzeugungsgerät.
(Vergleichendes Beispiel, das nicht in dem Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, daß der Ti/Al-Nitridfilm der Abstandshalter vom ersten Ausführungsbeispiel ersetzt wurde durch einen Cr/Al-Nitridfilm für dieses Beispiel. Der Cr/Al-Nitridfilm dieses Beispiels wurde erzeugt durch Sprühen von Cr- und Al-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels eines Sprühsystems. 14 zeigt schematisch das Sprühsystem, das in diesem Beispiel Verwendung fand. Argon und Stickstoff wurden in die Filmbildungskammer 41 geleitet, um Partialdrucke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa zu zeigen, und eine Hochfrequenzspannung beaufschlagte eines jedes der Targets, und das Abstandshaltersubstrat gab Anlaß für eine elektrische Entladung zum Sprühen. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regulieren der den jeweiligen Targets zugeführten Leistung, um einen optimalen Widerstand zu erhalten. Die folgenden beiden unterschiedlichen Ti/Al-Nitridfilme wurden in diesem Beispiel aufbereitet für 2 Sätze von Abstandshaltern. Der Film zeigte einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands von –0,3%.

(1) Das Al-Target und das Cr-Target wurden für 12 Minuten mit 500 W beziehungsweise 12 W beaufschlagt. Die Filmstärke war etwa 130 nm, und der spezifische Widerstand war 2,2 × 10³ Ωm.
(2) Das Al-Target und das Cr-Target wurden für 20 Minuten mit 500 W beziehungsweise 10 W beaufschlagt. Die Filmstärke war 200 nm, und der spezifische Widerstand war 1,5 × 10⁴ Ωm.

Dann wurde das Bilderzeugungsgerät mit jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung betrieben, wie beim Bezugsbeispiel 1. Abtastsignale und Modulationssignale wurden aus einem Signalerzeugungsmittel, das nicht dargestellt ist, den Elektronenemissionseinrichtungen 1 des fertiggestellten Bilderzeugungsgerätes über die externen Anschlüsse Dx1–Dxm und Dy1–Dyn zugeführt, um diese zur Elektronenemission zu veranlassen, während eine Hochspannung am Metallrücken 6 über den Hochspannungsanschluß Hv anlag, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen und diese zu veranlassen, mit dem Fluoreszenzfilm 5 zu kollidieren, um die Fluoreszenzglieder zu erregen und Licht zur Darstellung von Bildern zu emittieren.
Die Spannung Va am Hochspannungsanschluß lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung Vf zwischen den Einrichtungselektronen 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde vor Installieren der Abstandshalter (als depo) beobachtet, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach Evakuieren und jedem der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keine Fluktuationen im Widerstand über alle Prozesse beobachtet wurden.
Als Ergebnis einer SIMS-Analyse wurde herausgefunden, daß die Cr-Al-Nitridfilme der beiden Sätze eine Cr-Al-Legierungsoxidfilmschicht 10d trugen in einer Dicke von 23 beziehungsweise 19 nm.
Wenn das Bilderzeugungsgerät mit den jeweiligen Sätzen von Abstandshaltern angesteuert wurden, um in dieser Stufe zu arbeiten, wurden Zeilen von Lichtemissionsflecken einschließlich jenen der Elektronen gebildet, die sich nahe an den Abstandshaltern befinden, und zweidimensional verteilt, so daß sehr klare und reproduzierbare Farbbilder dargestellt wurden. Diese Tatsache zeigt auf, daß die Abstandshalter 10 keinerlei Anlaß gaben für irgendwelche Störungen im elektrischen Feld, die die Elektronen hätten von ihren Bahnen ablenken können, und die Abstandshalter waren elektrisch überhaupt nicht geladen.
(Drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Nach Bilden eines Cr/Al-Nitridfilms in einer Stärke von 130 nm in diesem Ausführungsbeispiel auf einem Glassubstrat, das beschichtet war mit einem Siliziumnitridfilm unter den Bedingungen, die für den Film mit dem spezifischen Widerstand von 2,2 × 10³ Ωm im vergleichenden Beispiel verwendet wurden, wobei der Cr-Al-Nitridfilm weiter wuchs, um eine Gesamtdicke von 160 nm zu erreichen, wobei allmählich die dem Cr-Target für 1 Minute zugeführte Leistung allmählich erhöht wurde. Die Leistung wurde so gesteuert, daß die alleroberste Schicht ein Al/Cr-Legierungsverhältnis von 1 erreicht.
Die aufbereiteten Abstandshalter wurden dann einer Wärmebehandlung bei 450°C für eine Stunde in der Atmosphäre unterzogen. Als Ergebnis dieser Wärmebehandlung wurde die Oberflächenschicht vom Cr-Al-Legierungsoxid in einer Stärke von 35 nm gebildet. Die Abstandshalter wurden dann verwendet zur Aufbereitung eines Bilderzeugungsgerätes, wie beim Bezugsbeispiel 1.
Das Bilderzeugungsgerät zeigte feine Bilder ohne irgendeine Störung bei Va = 5 kV an. 18 zeigt, wie der Widerstand während der Herstellschritte variierte (schwarze Flecken). Keine extremen Änderungen wurden im Widerstand beobachtet.
(Viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Substrate, die jenen des obigen vergleichenden Beispiels gleichen, wurden verwendet für einen Cr-Al-Nitridfilm, der als Unterlageschicht in einer Stärke von 200 nm gebildet wurde, um einen spezifischen Widerstand von 6,5 × 10³ Ωm im Sprühsystem zu erreichen. Genauer gesagt, das Sprühsystem von 14 wurde verwendet unter den beschriebenen Bedingungen, um den Cr-Al-Nitridfilm zu schaffen, mit der Ausnahme, daß das Cr-Target beaufschlagt wurde mit 11 W für 20 Minuten. Danach wurde ein Cr-Oxidfilm darauf durch Dampfauftragung in einer Stärke von 7 nm gebildet. Eine Elektronenstrahlaufdampftechnik wurde verwendet, um den Cr-Oxidfilm zu bilden, unter Verwendung von Cr-Oxid als Dampfquelle. Der Cr-Oxidfilm wuchs mit einer Rate von 1,2 nm pro Minute.
Das unter Verwendung der Abstandshalter aufbereitete Bilderzeugungsgerät arbeitet befriedigend, um exzellente Bilder bei Va = 5 kV darzustellen.
(Fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, daß der Ti/Al-Nitridfilm 10c der Abstandshalter 10 vom ersten Ausführungsbeispiel ersetzt wurde durch einen Ta/Al-Nitridfilm in diesem Ausführungsbeispiel. Der Ta/Al-Nitridfilm dieses Ausführungsbeispiels wurde hergestellt durch Sprühen von Ta- und Al-Targets gleichzeitig in einer Atmosphäre einer Mischung aus Argon und Stickstoff mittels Sprühsystem. 14 zeigt schematisch das Sprühsystem, das für dieses Ausführungsbeispiel diente. Argon und Stickstoff wurden in die Filmbildungskammer 41 geführt, um Partialdrucke von 0,5 Pa beziehungsweise 0,2 Pa zu zeigen, und eine Hochfrequenzspannung beaufschlagt jedes der Targets, und das Abstandshaltersubstrat gab keinerlei Anlaß für eine elektrische Entladung zum Sprühen. Die Zusammensetzung des aufgetragenen Films wurde modifiziert durch Regulieren der beaufschlagenden Leistungen für die jeweiligen Targets, um einen optimalen Widerstand zu bekommen. Genauer gesagt, der Ta/Al-Nitridfilm wurde hergestellt durch Beaufschlagen der Al- und Ta-Targets mit 500 W beziehungsweise 135 W für 14 Minuten. Die Filmstärke betrug etwa 160 nm, und der spezifische Widerstand war 4,4 × 10⁴ Ωm. Der Temperaturkoeffizient vom Widerstand betrug –0,04%. Der Film wurde dann einer Wärmebehandlung bei 450°C für eine Stunde unterzogen, um eine 30 nm dicke Ta-Al-Legierungsoxidoberflächenschicht zu bilden sowie eine 130 nm dicke Ta-Al-Nitridunterlageschicht.
Dann wurde ein Bilderzeugungsgerät mit den Abstandshaltern aufbereitet und zur Bewertung wie im Bezugsbeispiel 1 betrieben.
Die am Hochspannungsanschluß Hv anliegende Spannung Va lag zwischen 1 kV und 5 kV, und die Spannung an den Einrichtungselektroden 14, 15 einer jeden der Elektronenemissionseinrichtungen 1 war 14 V.
Der Widerstand der Abstandshalter wurde beobachtet vor Installieren der Abstandshalter, nach Bonden dieser mit der vorderen Platte, nach Bonden dieser mit der hinteren Platte und nach dem Evakuieren und jeden der Erregerprozesse, um nachzuweisen, daß praktisch keinerlei Fluktuationen im Widerstand in allen Prozessen zu beobachten waren.
Das Bilderzeugungsgerät zeigte keinerlei thermisches Weglaufen bei Va = 5 kV. Während Elektronenstrahlen äquivalent 1/5 dem Zwischenabtastzeilenspalt nahe den Abstandshaltern beobachtet wurden, zeigte das Bilderzeugungsgerät feine Bilder an.
8 zeigt, wie der Widerstand während der Herstellungsschritte variierte (weiße Flecken). Keine extremen Änderungen wurden beobachtet im Widerstand dieses Ausführungsbeispiels.
(Sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Der Oxidierungsprozeß im fünften Ausführungsbeispiel wurde ersetzt durch Elektronenstrahlaufdampfen in diesem Ausführungsbeispiel, um eine 20 nm dicke Cu-Oxidoberflächenschicht zu bilden. Im Ergebnis wurde ein Film mit einer Dicke von 160 nm als Ta-Al-Nitridunterlageschicht und eine 20 nm dicke Cu-Oxidoberflächenschicht erzeugt. Der Ta-Al-Nitridfilm zeigte einen spezifischen Widerstand von 2,9 × 10⁴ Ω.
Das unter Verwendung der Abstandshalter aufbereitete Bilderzeugungsgerät zeigte keinerlei thermisches Weglaufen bei Va = 5 kV und zeigte feine Bilder ohne Störungen an.
(Vergleichendes Beispiel, das nicht in den Umfang der beanspruchten Erfindung fällt)
Zum Zwecke des Vergleichs wurde eine ladungsverringernde Schicht aufbereitet unter Verwendung des zuvor beschriebenen Prozesses und Cr-Oxid. Die Abstandshalter fluktuierten bemerkenswert, wie in 17 gezeigt (weiße Flecken). Die Cr-Oxidschicht wurde gebildet durch Elektronenstrahlaufdampfen in diesem vergleichenden Beispiel, wie im vierten Ausführungsbeispiel, zu einer Stärke von 50 nm. Der Widerstand vom Cr-Oxidfilm war fast unkontrollierbar, da er bemerkenswert während und nach dem Aufbereitungsprozeß des Bilderzeugungsgerätes fluktuierte. Genauer gesagt, der Widerstand unterschied sich bemerkenswert zwischen den Abstandshaltern innerhalb eines Loses, einige zeigten einen doppelten Widerstand gegenüber anderen, und sie unterschieden sich durch mehr als das Zehnfache zwischen den Abstandshaltern unterschiedlicher Lose. Darüber hinaus zeigte der Cr-Oxidfilm auf einem Abstandshalter einen variierenden Widerstand, der sich bemerkenswert abhängig vom Ort des Abstandshalters änderte. Das elektrische Feld war nahe der Abstandshalter gestört. Während der Widerstand der Abstandshalter innerhalb eines akzeptablen Bereichs vorgefunden wurde, lenkte das Bilderzeugungsgerät die Elektronen von ihren Bahnen ab, um verzerrte Bilder zu erzeugen.
[Vorteile der Erfindung]
Wie zuvor beschrieben, ist eine ladungsvermindernde Schicht nach der Erfindung stabil und hochgradig reproduzierbar, weil sie nicht die Nachteile aufweist, die Fluktuationen im Widerstand in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre und nicht erfordert, sehr dünn hergestellt zu werden, um dort Inseln zu erzeugen, um den elektrischen hohen Widerstand zu realisieren. Eine ladungsvermindernde Schicht nach der Erfindung ist auch vorteilhaft darin, daß sie einen hohen Schmelzpunkt hat und sehr hart ist. Die vorliegende Erfindung stellt die Tatsache heraus, daß ein Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid und Bornitrid elektrisch nicht leitend sind, während Nitrid eines Übergangsmetalls elektrisch hoch leitend ist, so daß die Zusammensetzung der ladungsverringernden Schicht gesteuert werden kann, um einen gewünschten spezifischen Widerstand aufzuweisen. Eine ladungsverringernde Schicht nach der Erfindung findet Anwendung in Kathodenstrahlröhren, Entladungsröhren und anderen elektronischen Röhren zusätzlich zum Bilderzeugungsgerät, wie es zuvor dargestellt wurde.
Ein Bilderzeugungsgerät, bei dem die Erfindung anwendbar ist, verfügt über Isolationsglieder, die zwischen dem Einrichtungssubstrat und der Vorderplatte angeordnet sind und beschichtet sind mit einer ladungsverringernden Schicht, die Nitrid vom Aluminium enthält, Silizium oder Bor, so daß der Widerstand der Komponenten vom Gerät nicht signifikant bei allen Herstellprozessen fluktuiert. Die emittierten Elektronenstrahlen zeigen praktisch keiner Störungen im Potential, und werden von daher korrekt die jeweiligen Ziele erreichen, ohne irgendeinen Verlust an Helligkeit oder Schärfe der dargestellten Bilder.
Da die Abstandshalter mit einer Oxidoberflächenschicht beschichtet sind, die auf einem Nitridverbindungsfilm angeordnet ist, sind sie weiterhin vor Fluktuationen durch den Herstellprozeß des Bilderzeugungsgerätes geschützt. Der Schritt des Bondens kann darüber hinaus in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt werden, wodurch der Herstellprozeß vereinfacht wird.
Tabelle 1

depo-Widerstand: Widerstand nach Schichtbindung
Widerstand nach Aufbereitung des Anzeigefeldes: Widerstand nach Aufbereitung des Bilderzeugungsgerätes
Nitrierverhältnis: Stickstoffatome/Aluminiumatome des Aluminiumnitrids (wie durch XPS beobachtet)
angezeigte Bildstrahlabweichungen: Einige der aus den Elektronenquellen emittierten Elektronen trafen nicht die Fluoreszenztargets aufgrund geladener Abstandshalter, und die dargestellten Bilder waren bei den Abstandshaltern erkennbar verzerrt.
leichte Strahlabweichungen: Strahlabweichungen wurden erkennbar, aber nicht größer als 2/10 des Abstands zwischen benachbarten Abtastzeilen.

Tabelle 2

Claims

Ladungsverringernde Schicht, mit: einer ersten Schicht (10c), die sowohl Übergangsmaterial oder Nitrid als auch Nitrid eines Elements enthält, das ausgewählt ist zwischen Aluminium, Silizium oder Bor; und einer zweiten Schicht (10d) eines Oxids, das sich auf einer Oberfläche der ersten Schicht befindet.
Ladungsverringernde Schicht nach Anspruch 1, dessen Übergangsmaterial ausgewählt ist zwischen Chrom, Titan, Tantal, Molybdän und Wolfram.
Ladungsverringernde Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, die eine Stärke zwischen 10 nm und 1 μm hat.
Ladungsverringernde Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen negativen thermischen Koeffizienten des Widerstands hat, dessen Absolutwert nicht größer als 1% ist.
Ladungsverringernde Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, deren Nitrierungsverhältnis des Aluminiums, des Siliziums oder Bors nicht geringer als 60% ist.
Ladungsverringernde Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, deren Oxid eines des Übergangsmaterials ist.
Ladungsverringernde Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, deren Oxid ein Übergangsmaterial und Aluminium, Silizium oder Bor enthält.
Abstandshalter (10) zur Verwendung in einem Bilderzeugungsgerät, das über ein Substrat (10a) verfügt, das eine ladungsverringernde Schicht (10c, 10d) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche trägt.
Abstandshalter nach Anspruch 8, dessen Substrat Na und eine Na-Blockierschicht (10b) enthält, die zwischen dem Substrat (10a) und der ersten Schicht (10c) angeordnet ist.
Bilderzeugungsgerät mit Elektronenemissionseinrichtungen (1), einem Bilderzeugungsglied (4) und Abstandshaltern (10), die in einem Gefäß (8) untergebracht sind, wobei jeder der Abstandshalter (10) einer gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9 ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 10, dessen ladungsverringernde Schicht (10b, 10c) eine Schichtstärke der ersten Schicht zwischen 10 nm und 1 μm und einen spezifischen Widerstand von 10^–7 × Va² bis 10⁵ Ωnm hat, wobei Va die Beschleunigungsspannung ist, die eine Spannungsquelle des Gerätes an den emittierten Elektronen liefert.
Bilderzeugungsgerät entweder nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Abstandshalter (10) mit einem im Gefäß vorgesehenen Elektrodenglied (6, 9) verbunden sind.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 12, dessen Elektrodenglied eine Elektrode (9) zum Anlegen einer Ansteuerspannung an die elektronenemittierenden Einrichtungen ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 12, dessen Elektrodenglied eine auf dem Bilderzeugungsglied (5) zum Beschleunigen emittierter Elektronen vorgesehene Beschleunigungselektrode (6) ist.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem eine an die gegenüberliegenden Enden anzulegende Spannung eines jeden der Abstandshalter (10) der Erzeugung einer Potentialdifferenz dient.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, dessen Abstandshalter (10) mit einer Elektrode (9) verbunden sind, um eine Ansteuerspannung an die elektronenemittierenden Einrichtungen (1) und an eine Beschleunigungselektrode (6) anzulegen, die auf dem Bilderzeugungsglied (5) zum Beschleunigen emittierenden Elektronen vorgesehen ist.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dessen elektronenemittierende Einrichtungen (1) solche des Kaltkathodentyps sind.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 17, dessen elektronenemittierende Einrichtungen solche (14–18; 26–31) mit Oberflächenleitfähigkeit sind.
Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes, das über elektronenemittierende Einrichtungen (1), ein Bilderzeugungsglied (5) und Abstandshalter (10) verfügt, mit den Verfahrensschritten des Aufbereitens von Abstandshaltern durch Beschichten von Substraten (10a) mit einer ladungsverringernden Schicht (10c, 10d) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und des Anordnens der Abstandshalter (10), der elektronenemittierenden Einrichtungen (1) und einem Bilderzeugungsglied (5) in einem Gefäß (8) und danach des hermetischen Versiegelns vom Gefäß.
Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes nach Anspruch 19, bei dem der Beschichtungsschritt einen Verfahrensschritt des Auftragens der Nitridverbindung auf die Substrate (10a) beim Aufheizen dieser enthält.
Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Auftragens der Nitridverbindung auf die Substrate (10a) während des Anlegens einer Spannung an die Substrate erfolgt.
Herstellungsverfahren eines Bilderzeugungsgerätes nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem der Versiegelungsschritt in einer oxidierenden Atmosphäre erfolgt.